1907
W. J. H. Moll.

Onderzoek Yan ultra-roode spectra.

u.

• ;/ ;

UNIVERSITEITSBIBLIOTHEEK UTRECHT F.

3169 841 2

f

\' ■ ■.

ONDERZOEK VAN ULTRA-ROODE SPECTRA.

• 1.\'-

rA^t ■ I

■

• 1

S

- « I-

I » . ■

■\'■■f .- T-

W.X\'

i.

ONDERZOEK VAN ÜLTBA-ROODE SPECTRA.

PROEFSCHRIFr TER VERKRIJGING VAN DEN
GRAAD VAN DOCTOR IN DE WIS- EN NATUUR-
KUNDE AAN DE RIJKS-UNIVERSITEIT TE UTRECHT,
NA MACHTIGING VAN DEN RECTOR-MAGNIFICUS
DR. S. D. VAN VEEN, HOOGLEERAAR IN DE
FACULTEIT DER GODGELEERDHEID, VOLGENS
BESLUIT VAN DEN SENAAT DER UNIVERSITEIT
TEGEN DE BEDENKINGEN VAN DE FACULTEIT
DER WIS- EN NATUURKUNDE TE VERDEDIGEN
OP DINSDAG 26 FEBRUARI 1907 DES NAMIDDAGS
TEN 4 URE DOOR

WILLEM JAN HENRI MOLL

GEBOREN TE PIJNACKER

1\'

"■W

fi:- -r

r. ^

y, :

■ ■ ■ ■

"ï, ; ; -,,
\'f

m-

k .. I\'

• » ,

Aan mijn Ouders,

r ^ • - \\ ••-^ré.-.

ïc;

JSér.

\' V /

. —\'i A \' , •

.i

Het is mij ccn aangename plicht U, Hooglceraren in de
IFis- en Natuurkxmdige Faculteit te danken voor het onder-
wijs, dat ik van U heb ontvangen.

In het bijzonder geldt mijn dank U, Hooggeachte Promotor,
Hooggeleerde JuLius. In Uw uitstekend ingericht Labora-
torium heb ik onder Uwe leiding de beste leerschool gevon-
den, die een physicns zich voor zijn algemeene vorming kan
\'Menschen. De belangstelling door U steeds in mijn werk
getoond, de opwekking die van Uw persoon uitging, de steun
dien ik vond in Uw veelzijdige ondervinding, de blijken van
vriendschap en vertrouwen die Gij mij zoo ruimschoots hebt
geschonken, dat alles heeft den omgang met U gedurende
de jaren, dat ik Uw assistent mocht zijn, tot een niet te
waardeeren voorrecht gemaakt.

Waar het mijn onderzoek gold heb ik in ruime mate Uw
hulp en voorlichting genoten, tenvijl de algeheele vrijheid
die Gij mij bij de uitvoering daarvan hebt toegestaan, door
mi; op hoogen prijs wordt gesteld.

Zoo het mij gelukt mocht zijn cenigc resultaten te ver-
krijgen, dan is dat voor een groot deel te danken aan de
zeldzame torwijding, waarmede Gij, waarde BergAiWSIUS,
zelfs Uw nachtrust maandenlang in het belang van mijn
werk hebt opgeofferd.

W" -^.iv^v. •

\' . * iV \'i- t . ■ M/\' • ■ \' . ,.

■ i

f \'

JSl\'-l

I«

H U\' \'

»»V . "jJI

«5.. ..

INHOUD.

Rladi.

HOOFDSTUK 1.

Hulpmiddelen voor het waarnemen van ultra-roode stralen.
Keuze van een methode van onderzoek..... i

HOOFDSTUK II.

De instrumenten...............19

De spectrometer.............19

De thermozuil . . . ,..........25

De galvanometer.............27

Het registreeren der spectra.........29

HOOFDSTUK III.

De methode van waarneming en het afleiden der resul-
taten ..................34

HOOFDSTUK IV.
Waarnemingen en uitkomsten..........43

HOOFDSTUK V.
De ultra-roode lijnen der alcaliGn en de spectraalreeksen. 59

AANHANGSEL.
De dispersie van steenzout...........68

.....

.

if- ; .• ■ • ■ . \' \'J

\' \'.\'\'V I

y : f. .

ji/ni;«\'\').""-.\' .

HOOFDSTUK I.

HULPMIDDELEN VOOR HET WAARNEMEN VAN
ULTRA-ROODE STRALEN. KEUZE VAN EEN
METHODE VAN ONDERZOEK.

Verreweg het meeste van hetgeen ons bekend is aangaande
het spectrum heeft betrekking op het zichtbare en het ultra-
violette deel daarvan; terwijl toch de verscheidenheid der
golven, tot het ultra-rood behoorende, bij die der overige
golven niet achterstaat, en het ultra-roode gebied juist die
trillingsperioden omvat, welke bij de gewone temperatuur het
stralingsevenwicht en al wat daarmee samenhangt beheerschen.

De oorzaak van deze wanverhouding tusschen de bekend-
heid en de belangrijkheid van de verschillende spectraal-
gebieden ligt hoofdzakelijk in den aard der hulpmiddelen,
die voor het onderzoek ervan ten dienste staan. Photographie
zoowel als directe waarneming met het oog maken een fijne
onderscheiding van stralensoorten in het spectrum mogelijk,
maar deze beide methoden zijn voor ultra-roode golven slechts
in zeer beperkte mate van toepassing.

Zoolang men niet een even nauwkeurig werkend onder-
scheidingsmiddel gevonden zal hebben, dat gebezigd kan
worden voor alle ultra-roode stralen, moet onze kennis van
dit gebied noodzakelijk achterblijven. Aan duidelijk om-
schreven vraagpunten is hier geen gebrek. De eerste voor-
waarde om vooruit te komen ligt in het kiezen van ge-
schikte waarnemingsmeüioden.

Beginnen wij met in herinnering te brengen wat te dien
opzichte verkregen is.

Het bestaan van straling buiten het zichtbare spectrum
is het eerst opgemerkt door middel van den thermometer,

toen w. herschel 1) waarnam dat deze voorbij het roode
einde van het zonnespectrum temperatuurstijging aanwees.
Hij vond dat de stralen, die deze verwarming veroorzaken,
wel aan eenige zelfde wetten onderworpen zijn als de licht-
stralen, maar beschouwde beide als van geheel andere
natuur. Eerst naderhand zou bewezen worden dat zij in
wezen geheel identiek zijn, en dat de begrensdheid van het
zichtbare spectrum moet worden toegeschreven aan de om-
standigheid, dat het menschelijk oog slechts voor een bepaald
soort van stralen gevoelig is. In den eersten tijd vond het
onderzoek naar dit gedeelte van het spectrum uitsluitend
met den thermometer plaats, en niettegenstaande dit instru-
ment, wegens zijn ongevoeligheid, groote afmetingen en
traagheid, daartoe uiterst ongeschikt is, wisten waarnemers
als fizeau en foucault 2) daarmede zelfs de interferentie
van ultra-roode stralen aan te toonen.

john herschel 3) onderzocht het zonnespectrum op zeer
eigenaardige wijze. Hij stelde aan het ultra-roode gedeelte
een reep papier bloot, welke aan een zijde met lampzwart
was bedekt, en met alcohol werd bevochtigd. De alcohol
maakte het papier doorschijnend, en deed den zwarten achter-
grond zichtbaar worden, welke weder verdween als de
vloeistof verdampte. Hij merkte nu op, dat de alcohol op
enkele plaatsen sneller droogde dan op andere, en besloot
hieruit tot het bestaan van absorptiebanden in het zonne-
spectrum. Zijn proefneming is aan veel critiek onderworpen
geweest, waarvan wel de meest inslaande is, dat hjïrschel
geen spleet gebruikte maar het zbnsbeeld direct op het
prisma ontwierp, onder welke omstandigheden het zeer
twijfelachtig was, óf absorptiebanden geconstateerd hadden
kunnen worden, lord rayleigh en drai\'er liebben
de proef herhaald, maar met negatief resultaïit.

\') F, \\v, HERSCHEL, Phil, ïrans. i8oo. Il, 284.
5) H.,L. l-IZE/VU en L. FOUCAULT. C. r. 25, 447, 1847.

J. K. w. HERSCHEL. Phil, Trans. 1840. I, 52,
■•) LORD RAYLEIGH, Phil, M-lg. (5) 4, 348, 1877,
J, \\v, DRAPER, Phil, Mag. (5) II, 157, 1881.

Zoodra de photographie was ontdekt, werd het nieuwe
hulpmiddel op dit gebied van onderzoek toegepast, draper \')
photographeerde het eerst het ultra-roode spectrum der zon,
en ontdekte drie absorptiebanden, welke zooals later bleek
aan absorptie van den dampkring moeten worden toege-
schreven. Vooral door abney is de methode verbeterd.
Hij wist platen te sensibiliseeren, tot ze voor. stralen met
een golflengte van i f^ gevoelig waren, en verkreeg een
zonnespectrum, dat tot die golflengte duidelijke Fraun-
hofersche lijnen vertoonde. 2) Volgens dezelfde methode
onderzocht hij de ultra-roode emissie van verschillende
metalen, maar merkte slechts enkele lijnen op. In den
lateren tijd is het lehmann ■•) gelukt, zeer schoone photo-
graphieün van emissie-spectra te verkrijgen.

Een geheel andere methode van onderzoek werd gevolgd
door e. becquerel. 5) Hij ontwierp het te onderzoeken
spectrum op een scherm, bedekt met een phosphoresceerende
stof, en projecteerde op dezelfde plaats violet en ultra-violet
licht van een ander spectrum. De phosphorescentir, door dat
licht opgewekt, wordt op die pkiatsen uitgedoofd waar de
ultra-roode straling het sterkst is; zoodat hij in zwak phos-
phorescentie-licht het negatieve beeld van het spectrum te
zien kreeg. Naderhand wijzigde hij in zoover zijn methode,
dat het scherm vooraf gedurende korten tijd aan daglicht
werd blootgesteld. Na deze expositie zal het scherm phos-
phorescentie vertoonen, en deze wordt het eerste oogenblik
door ultra-roode straling versterkt, zoodat tijdelijk een positief
beeld van het spectrum verschijnt. Maar na korten tijd is de
phosphorescentie van die plaatsen, welke tot grooter activiteit
werden opgewekt, uitgeput, en komen de emissielijnen zeer
donker oj) een lichtenden achtergrond te voorschijn, is dus

\') J. w. DRAi\'ER. Phil. Uag.^1842.

W. I)K w. AHNEY. Phil. ïrans. 1880, 653.

») W. DE w. AIINEV. Proc. Roy. Soc. 3a, 443, 1881.

*) II. 1.EIIMANN. D. Ann. 5, 633, 1901.

K. IIECQUKREL. C. R. 69, 999, 1869; 77, 302, 1873; 83, 249, 1876.

weer een negatief beeld ontstaan. Een complicatie geeft het
feit dat van de verschillende phosphoresceerende materialen,
het eene voor deze, het andere voor die ultra-roode stralen-
soort ongevoelig is, waardoor groote voorzichtigheid in het be-
oordeelen der spectra moet worden betracht. h. becquerel
heeft deze wijze van onderzoek op uitgebreide schaal en met
uitstekende resultaten toegepast.

draper 2) bracht nog een verbetering aan. Hij wist de
zoo verkregen spectra photographisch vast te leggen, door
het scherm in direct contact met een gevoelige plaat te
brengen. Ofschoon draper zelf als bezwaar aangeeft, dat
de phosphorescentie op het scherm van deeltje tot deeltje
voortschrijdt, en hij daardoor geen scherp begrensde lijnen
kon photographeeren, heeft op deze wijze lommel 3) met
goeden uitslag het absorptie-spectrum der zon, en lehmann
de emissie der alcaliön onderzocht.

Het groote voordeel van de photographische zoowel als
van de phosphorographische methode is, dat ze in staat stellen
de smalle absorptielijnen op te merken. Daar komt nog
voor de directe photographie bij, dat óók de zwakkere
emissielij nen, door zeer langen expositieduur, zich kunnen
afteekenen. Ongelukkigerwijze staan geen van beide me-
thoden tot heden toe, ver in hét ultra-rood door te dringen
(n.1. hoogstens tot een golflengte van 1.5 fjt) en zijn we voor
het onderzoek van het verdere gebied aangewezen op hulp-
middelen, die veel minder de details in het spectrum doen
onderscheiden. Zij berusten alle op de warmte-werking der
ultra-roode straling en zijn varianten, zij het gewijzigd en
veel verbeterd, van het oorspronkelijke hulpmiddel, den
thermometer.

Nadat seebeck de verschijnselen der thermo-electriciteit
had ontdekt, con.strueerden nobili en melloni in 1830

\') H. BECQUEREL. c. r. 96, 121 en 1215, 1883; 97, 71, 1883; 99, 374, 1884.

■\') j.nv. DRAPER. Phil. Mag. II, 160, 1881.

E. LOMMEL. \\V. Ann. 40, 681, 1890.

■•) ». LEHMANN. Phys. Ztschr. 5, 823, 1905.

L. NOBH-I et M. MELLONL Ann. Chim. et Phys. (2) 48, 187, 1831.

de eerste thermiozuil uit staafjes bismuth en antimoon, en
verkregen een instrument, dat omstreeks lo maal zoo ge-
voelig was als de beste thermometer. Voor spectraal-
onderzoek konden de soldeerplaatsen der afzonderlijke ele-
menten in één rij worden geplaatst, zoodat een meer of
minder breede lijn ontstond die door een begrensde groep
van golflengten werd getroffen. Daarbij gaf melloni \')
een eenvoudige opstelling aan, om de verschillende proef-
nemingen te kunnen uitvoeren. De «bank van melloni»
waarop de instrumenten en benoodigdheden \\varen vereenigd,
heeft jarenlang in nagenoeg onveranderden vorm tal van
waarnemers tot instrumentarium gediend.

De verbeteringen die werden aangebracht hadden meeren-
deels betrekking op den galvanometer; de thermozuil bleef
de jaren door vrijwel onveranderd. Wel heeft men in plaats
van de zuivere metalen legeeringen van Bi en Sb gebezigd,
nu eens om een beter te verwerken materiaal, dan weer
om een nog gunstiger thermo-electrisch koppel te verkrijgen,
maar de bouw van de samenstellende elementen bleef
dezelfde. Het bestraalde gedeelte bestond steeds uit de aan
elkaar gesoldeerde uiteinden van twee evenwijdige staafjes.
Nog in i8g8 zegt POCKLINGTON 2) in een theoretische ver-
gelijking van de gevoeligheid van de thermozuil met die
van den bolometer: «The thermopile consists of a
number of pairs of bars of two metals.»

In dezen vorm bleef de thermozuil het gebruikelijke
meetinstrument, ofschoon vele bezwaren aan hare toepiissing
verbonden waren. De groote warmtecapaciteit van de me-
taalmassa der zuil veroorzaakt, dat een temperatuurstijging
van de bestraalde soldeerplaatsen zeer lang duurt. Eerst na
geruimen tijil is vrijwel temperatuur-evenwicht ingetreden,
en zal de thermostroom voldoende constant zijn geworden
om een aflezing van den galvanometer mogelijk te maken.
Een tweede storend gevolg van do groote warmtecapaciteit is

\') M. MEU.ONI. PoRR. Ann. 35, 112, 1835.

H. C. roCKLiNGTON, Proc. Cambr. Phil. Soc. 10, 66, 1809.

6

de omstandigheid, dat de vóór- en achterzijde der thermozuil,
ook nadat de bestraling onderschept is, gewoonlijk tempe-
ratuurverschillen bezitten, welke groote onregelmatigheid
vertoonen. Deze nadeelen werden, vooral nadat langzamer-
hand zooveel gevoeliger galvanometers gebouwd waren, zeer
ernstig gevoeld, en het kan niet verwonderen, dat, toen na
1880 verschillende betere hulpmiddelen werden gevonden, de
thermozuil door de meeste waarnemers ter zijde werd gelegd.

Het is eerst rubens \') mogen gelukken aan de thennozuil
een vorm te geven, waarin ze geheel vrij is van bovenge-
noemde gebreken, en daarbij zeer vele malen gevoeliger. Bij
de samenstelling van zijn thermozuil ging rubens uit van
de gedachte, 2) dat geringe warmtecapaciteit van de be-
straalde soldeerplaatsen een voordeel, en een geringe totale
massa een vereischte is. Hij zag van de thermo-electrisch
gunstige combinatie van bismuth en antimoon af, omdat
beide metalen moeilijk zijn te bewerken en daaruit bezwaar-
lijk een reeks kleine elementen zou zijn op te bouwen, en
gaf de voorkeur aan ijzer en constantaan. In plaats van
staven, soldeerde hij draadjes van o. i m.M. dikte aan elkaar,
en om de oppervlakte der soldeerplaatsen, die aan de straling
worden blootgesteld, te vergrooten, en zoo door het opvangen
van meer warmtestraling een ^rootere temperatuurstijging
te verkrijgen, werden deze soldeerplaatsen met dunne zilver-
plaatjes van I m.M. diameter voorzien. De andere soldeer-
plaatsen werden niet achter, maar naast de bestraalde
gerangschikt. Het zoo gebouwde instrumentje bleek in
combinatie met een gevoeligen galvanometer voortreffelijk
aan zijn doel te beantwoorden.

I

Eenige jaren tevoren reeds had boys 3) een zeer gevoelig
thermoelement weten te construeeren, dat niet bedoeld wiis
met eenige andere vereenigd een thermozuil te vormen,
maar een onderdeel uitmaakte van zijn radiomicromctcr.

\') H. RUBENS. Ztschr. für Instr. 18, 65, 1898.

Reeds te voren door hoys in zijn radiomicrometer verwezenlijkt.
\'■\') c. v. boys, Proc. Roy. Soc. 42, 189, 1887.

Het beginsel van dit instrument, het eerst aangegeven door
d\'arsonval 1) berust op de vereeniging van galvanometer
en thermo-element tot een geheel. In den vorm door boys
gegeven, ^angt binnen een magneetveld aan een dunnen
kwartsdraad een koperen bengeltje, waarvan de beide uit-
einden aan dunne staafjes bismuth en antimoon zijn gesoldeerd.
De soldeerplaats, die de staafjes onderling verbindt, draagt een
dun koperplaatje dat met roet is bedekt. Wordt dit plaatje
aan straling blootgesteld, dan zal een thermostroom ontstaan,
en de stroomketen in het magnetisch veld gedraaid worden.
Een spiegeltje, aan de stroomketen verbonden, stelt in staat
deze draaiing af te lezen. De sterkte van den thermostroom,
door een zekere bestraling opgewekt, hangt af van het
temperatuurverschil dat de soldeerplaatsen tengevolge hier-
van verkrijgen en van den electrischen weerstand in de
keten. Hoe korter en dikker de staafjes worden gekozen,
des te geringer is de weerstand maar des te geringer wordt
ook, tengevolge der warmtegeleiding, het temperatuurverschil
der soldeerplaatsen. boys berekende de gunstigste afmetingen
en kwam bovendien tot de gevolgtrekking, dat een enkele
winding van de stroomketen boven meerdere windingen
te verkiezen is. I;nmers de electromagnetische demping is
met het aantal hiervan evenredig en bij een enkele winding
al zoo groot, dat een betrekkelijk zwak magnetisch veld de
beweging van het .systeem reeds aperiodisch maakt. De
gevoeligheid van zijn instrument stelde boys in staat de
warmtestraling der maan onder verschillende omstandigheden
te onderzoeken.

paschen 2) bracht nog een verbetering aan, door in plaats
van de zuivere metalen, alliages van bismuth en antimoon
aan te wenden, en koper door zilver te vervangen. Aan de
gevoeligheid van het instrument wordt intusschen een grens
gesteld door het feit, dat de metalen waaruit het systeem
bestaat niet magnetisch indifferent gemaakt kunnen worden.

\') A. n\'ARsoNVAi.. Soc. fraiKj. dc phys. 1886, 30 cn 77.
V. PASCHEN. W. Ann. 48, 275, 1893.

Voor spectraal-onderzoek is de radiomicrometer het eerst
aangewend door julius en lewis 2) en naderhand door
b0umaisr3). julius heeft de gevoeligheid, door boys en
paschen bereikt, nog weten te vergrooten door alle af-
metingen van het instrument te verkleinen, en tevens een
snellere aanwijzing verkregen door een veel subtieleren bouw
van het eigenlijke thermo-element. Dit bestaat in zijn radio-
micrometer uit alliages van bismuth met tin en bismuth met
antimoon, uit welke materialen gelijkbeenige driehoekjes zijn
gesneden, van 3 m.M. hoog, i m.M. breed, en 0.02 m.M. dik.
De toppen dezer driehoekjes zijn door een koperplaatje ver-
bonden, dat met kamfer-zwart bedekt aan de straling wordt
blootgesteld, en tevens de andere soldeerplaatsen tegen straling
beschermt *).

lewis bracht eenige wijzigingen aan in den radiomicro-
meter van Boys, bouman in dien van julius. De eerste
heeft nauwkeurige golflengten gemeten van eenige ultra-
roode metaallijnen.

Op een geheel ander principe dan de beide vorige instru-
menten berust de radiovictcr. Hierin ondervindt een zwart
gemaakt plaatje, licht bewegelijk in vacuo opgesteld, een af-
stootende werking van de warmtestralen. pringsiieim 5) en
na hém vooral nichols hebben het oorspronkelijk demon-
stratietoestel van crookes tot een gevoelig meetinstrument
gemaakt.

Zooals hij door nichols wordt beschreven, bestaat de
radiometer uit een metalen cilinder, die door middel van
een glazen buis met kraan in verbinding staat met een

\') w. H. JULIUS. Hand. v/h. 50 Ncderl. Natuur-en Gcnccsk. Congres 1895.
\') E. p. LEWIS. Astrophys. Joum. 2, i en 106, 1895.

z. 1\'. iioUMAN. Emissie en Absorptie van kwarts en jjlas. Diss. Anist. 1897.
Op dezelfde wijze heeft Julius de elementen gebouwd van de* thermo-
zuil waarmede de wanntestraling der corona werd gemeten. Zie «Total Eclipse
of the Sun, May 18, 1901: Reports on the Dutch Expedition to Karang Sago,
Sumatra; N". 4. Heat Radiation of the Sun during the Eclipse».
\') k pking.sheim. W. Ann. 18, 32, 1883.
®) e f nichols. W. Ann. 60, 400, 1897.

luchtpomp. Binnen den cilinder hangt aan een kwarts-
draad een glasstaafje, waarop twee zeer dunne, eenzijdig
met roet bedekte mica-plaatjes zijn vastgemaakt. Verder
draagt het glasstaafje een kleinen spiegel. In den cilinder
zijn twee vensters aangebracht, het eene tegenover het spie-
geltje, gesloten door glas, het andere, voorzien van een plaat
steenzout of fluoriet, tegenover de vaantjes. Achter deze
\'plaat en in de onmiddellijke nabijheid der vaantjes, is nog
een zeer dunne micaplaat aangebracht; het was proefonder-
vindelijk gebleken dat de afstooting door het bewegelijke
deel ondervonden grooter is, wanneer de stralen van een
nabijgelegen vasten wand uit daarop invallen, liet eene of
het andere vaantje kan tegen warmtestraling worden be-
schermd. De zeer gevoelige radiometer is door verschillende
waarnemers ook voor spectraal-onderzoek toegepast. Onder
dezen moet COBLKNTZ \') genoemd worden, die onder meer
de emissie der alcaliün heeft nagegaan.

Tiet meest gebruikelijke instrument voor het onderzoek
van het ultra-roode deel van het spectrum is intusschen de
bolomctcr. Het gevoelige deel hiervan is een metaalbandje,
waarvan de temperatuur, en dus de electrische weerstand
verandert, wanneer het door warmtestralen wordt getroffen.
Daar weenstands-veranderingen uiterst nauwkeurig zijn te
bepalen kunnen zeer geringe tem pcratuur-stij gin gen door
zwakke bestraling opgewekt, worden gemeten.

De bolometer heeft zijn toepassing voor waarnemingen in
het spectrum te danken aan LANGLKY. 2) Hij heeft gedurende
lange proefnemingen voortdurend verbeteringen aangebracht,
en na overwinning van veel technische moeilijkheden een
voortreffelijk meetinstrument geconstrueerd. De weerstands-
veranderingen van het bolometer-bandje werden oorspronke-
lijk door hem met een differentiaal-galvanometer bepaald,
maar al spoedig gaf hij de voorkeur aan de gevoeligere

\') w. W. COHLKNTZ. Investigations of Infra-red Spectra. Carnegie Inst.
W.-ishington. 1905.

s. r. i.ANGi.KV. Ann. Astroph. Obs. of the Smiths. Inst, I. 1900.

lO

«brug-methode». Van de vier takken van de brug van
Wheatstone worden er twee gevormd door platina-bandjes
van ongeveer i c.M. lang, o.ooi m.M. dik en o.i ä 0.2 m.M.
breed. Deze bandjes worden aan een zijde beroet, en geheel
symmetrisch gemonteerd in een zwaar metalen omhulsel,
zoodat langzaam verloopende temperatuurs-veranderingen op
beide bandjes in gelijke mate invloed zullen uitoefenen, en
op de stroomverdeeling weinig uitwerking hebben. Door
het omhulsel heeft voortdurende circulatie van water plaats,
en om luchtstroomingen buiten te houden, is het hermetisch
gesloten. Door een cilindrische steenzout-lens wordt de
straling tot een der bandjes toegelaten, en de hoogte van
het spectrum tot de lengte van het bandje ingekort. De
beide andere takken vormen de zoogenaamde »compensatie-
weerstanden», ze zijn uit legeeringen met geringe tempera-
tuur-coëfficiënt vervaardigd, en eveneens tegen temperatuurs-
veranderingen beschut. Een batterij van 60 parallel gescha-
kelde accumulatoren levert den hoofdstroom; de intensiteit
hiervan wordt zoo geregeld, dat de verwarming van de
beide platinabandjes, tengevolge van den stroom, aan deze
een temperatuurstijging geeft van i a 2 graden

Met behulp van zijn bolometer, in verbinding met een
uiterst gevoeligen galvanometer,. heeft LANGLEY gedurende
een \'reeks van jaren het spectrum der zon onderzocht.

JULIUS 1) was de eerste die njuir het voorbeeld van LANGLEY
maar met eenige wijzigingen, een spectro-bolometer constru-
eerde tot het onderzoeken van aardsche warmtebronnen.
Hij ontdekte, dat in het ultra-roode spectrum van vlammen
de verbnmdings-producten specifieke emi.ssie vertoonen.

In den lateren tijd zijn door ettelijke onderzoekers bolome-
trische waarnemingen verricht. PASCHEN heeft nog verbe-
teringen in het instrument weten aan te brengen; LUMMER en
KURLBAUM 3) hebben theoretisch en experimenteel uitvoerig

\') w. H. JULIUS. Het warmtespectrum en de trillingsperiodcn der moleculen
van eenige gassen. Diss. Utrecht. 1888.

F. PASCHEN. W. Ann. 48, 272, 1893.

O. LUMMER und F. KURLBAUM, W. Ann. 46, 204, 1892.

11

onderzocht aan welke voorwaarden de bolometer voldoen
moet om zoo gunstig mogelijk te werken.

Volledigheidshalve wil ik nog drie geheel afwijkende
instrumenten noemen, waarmede warmtestraling onderzocht
kan worden, en die óf alleen zijn voorgeslagen, óf slechts
door hun uitvinder zijn toegepast. Het zijn de tasivicter
van edison, de spectrophoon van bell en de inicro-radio-
inctcr van weber. In «kayser Handbuch der Spectroscopie»
I pag. 657 en 659 is een korte beschrijving dezer instrumenten
opgenomen. Alle drie zijn ze in de beschreven vormen
voor spectraal-waarnemingen minder geschikt.

Voor een onderzoek van het ultra-roode spectrum, ook
voor golflengten grooter dan 1.5 yu, heeft men dus te kiezen
tusschen vier hulpmiddelen waarmede de straling kan worden
opgemerkt: de thermozuil van rubens, de radiomicrometer
van boys, de radiometer van nichols, en de bolometer van
langley.

In gevoeligheid schijnen deze verschillende instrumenten
elkaar niet veel toetegeven; over het algemeen roemt elke
waarnemer in dit opzicht het door hem gebruikte toestel.
Het is ook niet zoo zeer het absolute bedrag van den uit-
slag, door een zekere bestraling te voorschijn geroepen, dat
de voortreffelijkheid van het instrument bepaalt, als wel de
zekerheid en snelheid van aanwijzing, en de betrouwbaarheid
daarvan tengevolge van de geringheid der storende invloeden.

De storing, veroorzaakt door dreuning, die zich noodzake-
lijk in ieder laboratorium doet gevoelen, dat in de onmiddel-
lijke nabijheid van verkeerswegen is gelegen, heeft op de
verschillende instrumenten in vrijwel gelijke mate invloed.
Het verrichten van de subtiele waarnemingen in de labora-
toria is dan ook eerst mogelijk geworden nadat door julius \')
de methode wjus aangegeven, de toestellen aan drie draden
dreunvrij op te hangen.

\') W. H. JULIUS. W. Ann. 56, Ci, 1895; zie ook D. Ann. 18,206, 1905.

12

Een tweede storing, die alle waarnemen met zeer gevoelige
(naald-) galvanometers bemoeilijkt, wordt te weeg gebracht
door veranderingen van het magnetisch veld der aarde.
Ook deze storing kan voor een groot deel worden opge-
heven. In den galvanometer, gebouwd volgens de aanwijzin-
gen van dubois en rubens i), wordt door een drievoudige
ijzeren pantsering het aardveld, en. dus ook de wisseling
daarvan, tot op ongeveer Viooo gereduceerd.

Van deze storing zijn de radiomicrometer en de radio-
meter geheel vrij. Maar daartegenovpr staat het inconveniënt,
dat het deel, dat de straling ontvangt, bij beide tevens het
bewegelijke deel is, dat de straling meet. Beide toestellen
moeten, om den invloed der dreuning te verminderen,
worden opgehangen, en de plaats die het. gevoelige deel
in het spectrum inneemt is dus niet onveranderlijk. Een
deel van dit bezwaar is door sommige waarnemers onder-
vangen door het spectrum op een vaststaande spleet te
ontwerpen, en dan het beeld van de tweede spleet op het
gevoelige deel te projecteeren; maar ook dan nog heeft
men geen zekerheid, dat altijd hetzelfde gedeelte der straling
van de tweede spleet afkomstig het instrument treft. Waar
ik me voorgenomen had warmtespectra te registreeren, zou
de opstelling van een dezer toestellen in de onmiddellijke
nabyheid van den spectrometer bovendien, practische bezwaren
met zich hebben gebracht.

Voor mijn onderzoek was ik dus aangewezen op den
bolometer of de thermozuil. Dat mijn keuze op de laatste
is gevallen, berust op de volgende overwegingen.

De gevoeligheid van beide instrumenten is van dien aju"d,
dat temperatuursveranderingen van de orde van Viooooo graad
in het bestraalde deel een goed meetbare uitwijking van
de galvanometer-naald opwekken. Daarom zijn natuurlijk
bijzondere voorzorgen te nemen tegen temperatuur-iuvloeden
van buiten af. Maar nu zijn in den bolometer de metaal-
bandjes ^.slechts dan zeer gevoelig voor straling, wanneer

■) H. DUBOIS und H. RUBENS. Ztsclir. für Instr. 20, 65, 1900.

13

er een electrische stroom door loopt, die ze aanmerkelijk
(i ä 2 graden) boven de omgeving verwarmt. Deze ver-
warming deelt zich mede aan de omgevende lucht, en zoo
wordt binnen het instrument circulatie hiervan in het leven
geroepen. Tengevolge dezer verwarming zal een luchtstroom
van buiten af een vele malen sterkeren invloed doen gelden,
en ook bij volledige afsluiting blijft de inwendige circulatie
storend.

Door alle waarnemers, die met den bolometer hebben
gewerkt, wordt dan ook met nadruk gewezen op het groot
ongerief dat ze van een onregelmatig^ veranderlijken nul-
stand vem den galvanometer ondervonden.

Daar deze storing bij het gebruik van een thermozuil
niet voorkomt, gaf ik, ceteris paribus, aan de laatste boven
den bolometer de voorkeur.

Het onderzoek van een warmtespectrum, hetzij men daar-
toe de thermozuil of den radiomicrometer, den radiometer
of den bolometer bezigt, komt daarop neer, dat men het
smalle gevoelige deel van het in.strument achtereenvolgens
op verschillende plaatsen van het spectrum aan de straling
blootstelt, deze plaats noteert, en den uitslag van het be-
wegelijke deel met behulp van kijker en schaal afleest.
Hoe .smaller de bundel is der verschillende stralensoorten,
die gelijktijdig het gevoelige deel treffen, en hoe kleiner
de stappen zijn, waarmede het spectrum wordt doorzocht,
des te nauwkeuriger is het oordeel dat over de verdeeling
der warmtestraling wordt verkregen. Om vertrouwbare ge-
volgtrekkingen te kunnen afleiden, is het bovendien noodig,
telkens weer een zelfde waarnemingsreeks te herhalen.

Dat eindelooze aflezen kan vervelend worden genoemd,
het is vooral uiterst inspannend.

Bij de keuze der hulpmiddelen en den bouw der instru-
menten ben ik van den, beginne af te rade gegaan met de
wenschelijkheid, de genoemde functies van den waarnemer
door een automaat te doen verrichten, en het is me ten

14

slotte gelukt, mijn plaats voor den automaat in te ruimen.

Daarbij had ik de grootsche inrichting voor oogen, waar-
mede langley 1) sedert jaren het zonnespectrum registreerde.
Langley ontwerpt het spectrum met behulp van een prisma-
spectrometer. De bolometer neemt een vaste plaats in.
Door de tafel waarop het prisma is gemonteerd te draaien,
wordt de bolometer achtereenvolgens door verschillende
deelen van het spectrum getroffen, terwijl een galvanometer
de intensiteit van de straling aangeeft. De galvanometer
is, om storingen zooveel mogelijk te vermijden, in een
afzonderlijk vertrek opgesteld. Het spiegeltje van dezen
werpt een puntvormig lichtbeeld op een photographische
plaat; wanneer de bolometer verschillende plaatsen in het
spectrum inneemt, en dus de intensiteit der straling varieert,
zal het lichtbeeld zich over de plaat bewegen. Wordt de
plaat gelijktijdig in een richting loodrecht op deze beweging
verschoven, dan zal na ontwikkeling der plaat een lijn zijn
ontstaan, waarvan de abscissen de plaats in het spectrum,
de ordinaten de intensiteit der straling aangeven. Op ver-
schillende wijzen heeft langley beproefd, overeenstemming
te verkrijgen tusschen de lineaire verschuiving der plaat,
en de hoek-draaiing van het prisma. Ten slotte heeft hij
de radicale maatregel toegepast;^ het mechanisme waardoor
de draaiing, en dat waardoor de verschuiving wordt bewerk-
stelligd, onderling te verbinden door een 5 Meter lange as.
Op deze wijze heeft hij bereikt, dat met een draaiing van i\'
van het prisma een verschuiving der plaat van i c.M. over-
eenkomt.

angström 2) heeft een methode van registreeren Jian de
hand gedaan, die ook daar, waar geringere middelen ten
dienste staan als waarover langley beschikte, kan toege-
past worden. Aan het bewegelijke deel van den spectro-
meter bevestigt hij een 2 Meter langen arm, waarop de
photographische plaat horizontaal wordt neergelegd. Boven

\') S 1\'. LANGLEY. 1. C.

K. ANGSTRÖM. Phys. Rcv. 3, 137, 1895.

15

deze plaat is de galvanometer opgesteld. Flat lichtbeeld
van het spiegeltje afkomstig wordt met behulp van een
totaal-reflecteerend prisma verticaal naar beneden op de plaat
geworpen, en beschrijft bij draaiing van het spiegeltje een
radiale lijn op de plaat. Wordt gelijktijdig de spectrometer-
arm bewogen, dan zal een kromme worden geregistreerd, die
weer de intensiteits-verdeeling in het spectrum aangeeft.
ängström zelf zegt van zijn methode, dat ze zich niet tot
metingen leent, maar een nuttige toepassing kan vinden
om het voorloopige oriënteeringswerk te vergemakkelijken,
daar de gebruikelijke wijze van waarnemen «so ausseror-
dentlich mühsam und zeitverschwendend ist».

Desniettemin werden tot heden slechts visueele waarne-
mingen verricht, en is langley de eenige, die resultaten heeft
gepubliceerd door registreeren verkregen.

Aan een opstelling, zooals langley heeft kunnen tot
stand brengen, viel natuurlijk met de hulpmiddelen waar-
over ik had te beschikken niet te denken. Ik heb daarom
afgezien van de mechanische koppeling der twee bewegingen,
en heb niettemin het voordeel der «correspondentie» op een-
voudige wijze algeheel kunnen verwezenlijken.

De doorloopende registreering, zooals ze door langley werd
toegepast, is vervangen door het opschrijven van een reeks
stippen; voor do geleidelijke draaiing is eene intermitteerende
in de plaats gesteld. Al moge de tijd. vorloopen tusschen
het registreeren van twee opeenvolgende stippen niet steeds
dezelfde zijn, en al is de beweging van de photographische
plaat niet eenparig, toch heb ik bij elke geregistreerde
stralings-intensiteit zekerheid omtrent den daarbij behoorenden
stand van het prisma. Met nieten der abscissen is tellen
van verzettingen geworden. \')

liet doel van mijn onderzoek was: de kennis uit te breiden

\') Hoe deze mctliodc bovendien het voordeel Rceft, d.it met de uitwijkinj;
v.in de jj-\'^lv.inonictcr-n.nald tenjjcvoljjc der bestraling, tevens de st.ind k.nn
weiden }j\'-\'\'\'<\'K\'strccrd door h.Tiir ingenomen wanneer de slr.nlinn onderscliept
wordt, z.-»l bij ccn uitvoerige beschrijving dor methode worden .i;vngegeven.

i6

betreffende de emissie-spectra der alcali-metalen. Deze spec-
tra vertoonen bij een betrekkelijk eenvoudige structuur een
zekere regelmaat in de opeenvolging der verschillende lijnen,
en zijn daarom van den eersten tijd der spectraalanalyse af
bij voorkeur een onderwerp van studie geweest. Wat daar-
omtrent, voorzoover het ultra-roode gebied betreft, door ver-
schillende waarnemers aan den dag is gebracht moge hier
vermeld worden.

De eerste, die hierop zijn aandacht vestigde, was abney.
Zijn methode van waarneming was de directe photographie
van spectra, die hij met behulp van een buigingsrooster
ontwierp. Deze methode had hij met vrucht toegepast bij
het onderzoek van het zonnespectrum. In 1879 vond hij
een lijn van Li, i) en enkele jaren later een dubbellijn van
Na, 2) waarvan hij de golflengte opgaf. Beide lijnen zijn,
bij bepaalde voorzorgen, voor het oog nog waarneembaar.

H. BECQUEREL 3) heeft, waarschijnlijk zonder den arbeid
van ABNEY te kennen, de blz. 4 uitvoerig beschreven phos-
phorographische methode voor hetzelfde onderzoek toegepast,
en aangetoond dat de verschillende metalen een uitvoerig
warmtespectrum bezitten. BECQUEREL gebruikte oorspron-
kelijk een prisma, dat hij met behulp van een rooster had
geijkt; l^ter heeft hij in buigings-Spectra direct de golf-
lengten kunnen bepalen van de voornaamste door hem
gevonden lijnen.

Een uitvoerig onderzoek is door SNOW^) ingesteld, naar
aanleiding van het merkwaardige feit, door KAYSER en
RUNGE 5) aan het licht gebracht, dat namelijk de spectraal-
lijnen der alcaliën zoodanig in reeksen zijn onder te brengen,
dat de golflengten der lijnen tot dezelfde reeks behoorende,
uit eenzelfde formule met slechts één veranderlijken para-
meter zijn af te leiden. De geldigheid dezer formule voor

\') W. DE w. ABNEY. Phil. Mag. (5) 7, 316, 1879.
\'ji w. DE w.#ABNEY. Proc. Roy. Soc. 32, 443, 1881.

H. BECQUEREL. C.R. 96, 1217, 1883; 97, 71, 1883; 99,374,1884.

B. w. SNOW. W. Ann. 47, 208, 1892.

H. KAYSER und 0. RUNGE. W. Ann. 41, 306, 1890.

17

verschillende deelen van het spectrum viras zoo treffend, dat
extrapolatie geoorloofd scheen, en lijnen voorspeld werden
die nog niet waren gevonden. Met een gevoeligen bolo-
meter is SNOW verder in het ultra-rood kunnen doordringen,
en heeft hij een aantal nieuwe lijnen gevonden, waarvan
enkele werkelijk de voorspelde plaats innamen. Zijn spectro-
meter was voorzien van glazen prisma en lenzen, zoodat zijn
onderzoek beperkt bleef tot golflengten kleiner dan i.6 fx,
daar alle glas de stralensoorten van grooter golflengten
bijna totaal absorbeert. De gedeeltelijke absorptie bij kleinere
golflengten, zoowel als de chromatische aberratie van zijn
optisch systeem, hadden op de scherpte der metingen van
SNOW tusschen i en 1.5 fu, störenden invloed.

De schoone arbeid van SNOW is zeer streng gecritiseerd
door KAYSER 1). Hij toont aan, dat lijnen die SNOW aan
een metaal toerekent, in werkelijkheid haar oorsprong hebben
in de verontreiniging met een ander metaal. SNOW heeft
namelijk de onvoorzichtigheid begaan, de geringste verhef-
fingen in zijn intensiteits-krommen zonder onderscheid aan de
specifieke emissie van het onderzochte metaal toe te schrijven.

LEWIS 2) heeft zich ten doel gesteld van enkele reeds be-
kende lijnen met groote nauwkeurigheid de golflengten veist
te stellen. Hij koos den radiomicrometer van BOYS in
eenigszins gewijzigden vorm tot meetinstrument en ontwierp
de spectra met behulp van een concaaf rooster met een
focus-afstand van ruim 4 meter. In zijn intensiteits-krommen
wordt de D lijn duidelijk gescheiden. LEWIS mat golf-
lengten tot 1.2

LEHMANN 3) eindelijk heeft de directe photographic van
ultra-roode stralen weder ter hand genomen, en schoone
lijnenspectra der alcaliën verkregen, die zich uitstrekken tot
1 fjt,. Hij gebruikte een rooster-spectrograaf en ontwierp op de

\') h. kayser und c. runge. W. Ann. 48, 150, 1893. zie ook kayser
Handbuch der Spectroscopie II.

e. p. lewis. Astropli. Joum. 2, i en 106, 1895.

h. LEHMANN. D. Ann. 5, t)33, igoi; zie ook Phys. Ztschr. 5, 823, 1905.

gevoelige plaat gelijktijdig een deel van het zichtbare ijzer-
spectrum. Uitgaande van de bekende lijnen van dit ver-
gelijkings-spectrum was hij in staat met groote nauwkeurig-
heid de golflengten der alcali-lijnen te bepalen.

Waar de emissie der alcaliën met grootere en geringe
nauwkeurigheid door genoemde waarnemers was nagegaan
tot golflengten van 1.5 fj,, scheen het me van belang een
onderzoek in te stellen in het gebied der langere golven.

Intusschen verscheen, gedurende de voorloopige proef-
nemingen met mijn instrumentarium, het reeds vroeger ge-
citeerde werk van coblentz i). Coblentz had onder meer
het onderzoek naar de emissie der alcaliën ondernomen en
was tot de gevolgtrekking gekomen dat voorbij 1.5 fj, geen
specifieke emissie bestaat. Bij het bepalen van het spectrum
van den electrischen lichtboog verkreeg hij bovendien het
verrassende resultaat dat daarin het bekende emissie-maxi-
mum van koolzuur niet voorkomt, terwijl men toch zou ver-
wachten, dat C O 2 als voornaamste verbrandingsproduct der
kolen aanwezig moest zijn. Hij zegt hieromtrent 2); «This
is of considerable interest, since it shows that no
CO2 is formed, and that the electrodes are consu-
med in a different manner. Thpy do not disappear
in the ordinary way of combustion. There is but
little residue from mechanical disintegration; they
disappear chiefly in the form of vapor». Van dit
merkwaardige feit wilde ik mij overtuigen, doch het bleek mij
dat in alle boogspectra, waarbij ik kolen van zeer verschillend
fabrikaat tusschen de golflengten 0.5 en lO/x onderzocht,
het koolzuur-maximum niet alleen aanwezig was, maar dat
daar ter plaatse zelfs steeds de sterkste emissie van het geheele
spectrum werd aangetroffen.

Daarna ben ik met mijn oorspronkelijk voorgenomen
onderzoek voortgegaan.

\') W, W. COBLENTZ. Investigations of infra-red Spcctra. Carnegie Inst.
Washington. 1905.

pag. 305-

HOOFDSTUK 11.

DE INSTRUMENTEN.

Plaat I geeft een schematisch overzicht van de opstelling
der verschillende instrumenten op de drie pilaren I, II en III.

Van de te onderzoeken warmtebron W vormt de metaal-
spiegel S een beeld op de spleet A van den spectrometer.
De stralen van deze spleet uitgaande worden door het
prisma P ontleed en treffen, tot een spectrum uitgespreid,
voor een gedeelte de thermozuil die binnen Th is opgesteld.
De electrische stroom, door de bestraling opgewekt, wordt
door den galvanometer G gemeten.

Op den trommel T worden de uitwijkingen photographisch
geregistreerd.

DE SPECTROMETER.

De spectrometer, oorspronkelijk gebouwd voor visueele
waarneming met kijker en collimator, heeft een verdeelden
cirkel van 55 c.M. diameter, afkomstig van een oud universaal-
instrument van Troughton and Simms; twee microscopen
met draden-micrometer veroorloofden een aflezing van nomi-
naal i". Dit instrument is voor mijne waarnemingen om-
gebouwd tot een spiegel-spectrometer met automatische
minimum-stelling van het prisma volgens een door WADS-
WORTH aangegeven methode.

Daartoe moest het instrument de volgende veranderingen
ondergaan. De vaste collimator-arm werd voorzien van een
verstelbaar statief voor den hollen zilverspiegel Si. De be-

\') Zie o.a. kayser Handbuch der Spectroscopie I, 531, 1900.

20

wegelijke kijker-arm, met een schroef aan den zwaren voet
van het instrument te fixeeren, kreeg eveneens een verstel-
baar statief voor den hollen zilverspiegel S2. Een van de
microscoopzuilen werd van het microscoop ontdaan, en op
de zuil een koperen montuur Th bevestigd, waarbinnen de
thermozuil is aangebracht. Het tweede microscoop M bleef
gehandhaafd. Verder werd aan den voet van het instrument
nog een vijfde arm bevestigd, waarop een in alle richtingen
verstelbaar tafeltje. Op dit tafeltje staat de spleet A.

De spleet en de thermozuil zoowel als de beide holle
spiegels en het microscoop zijn dus verbonden met den voet
van het instrument. Bewegelijk is alleen de spectrometer-
tafel E die het prisma P en den vlakken zilverspiegel S3
draagt en de verdeelde cirkel, welke aan de draaiing van de
tafel E deelneemt. De spleet A is in het hoofdbrandvlak
van den spiegel Sj gesteld. Op het prisma P valt dus een
bundel evenwijdige stralen; na breking en kleurschifting in
het prisma treft deze den vlakken spiegél S3 en vervolgens
den hollen spiegel S2. In het hoofdbrandvlak van S2 bevindt
zich de thermozuil, die dus getroffen wordt door een
monochromatisch spleetbeeld.

Het gebruik van spiegels in plaats van lenzen heeft het
groote voordeel dat chromatische aberratie is uitgesloten, en
dus het spleetbeeld ook voor onzichtbare stralensoorten inge-
steld blijft. Ook kan de optische afwerking van glazen
spiegels die verzilverd worden beter zijn dan die van steen-
zout-lenzen, welke laatsten bovendien voortdurende voorzorgen
vereischen.

Wordt ■ de tafel E, dus het prisma en de vlakke spiegel
gedraaid, dan treffen achtereenvolgens verschillende deelen
van het spectrum de thermozuil. Indien de stand van het
prisma zoo gekozen is, dat voor één lichtsoort de stralen-
bundel die zich op de thermozuil vereenigt in het prisma
het minimum van deviatie heeft ondergaan, zal bij gemeen-
schappelijke\'draaiing van het prisma en den vlakken spiegel
dezelfde voorwaarde vervuld zijn voor elke andere stralen-
soort die de thermozuil treft.

21

Het is gewenscht dat het bisectrix-vlak van den brekenden
prisma-hoek het vlak van den spiegel S3 snijdt volgens de
draaiingsas van den spectrometer. Dan toch is men gewaar-
borgd, dat het gedeelte van den door den vlakken spiegel
gereflecteerden stralenbundel, dat na beeldvorming door den
spiegel S2 de thermozuil treft, steeds in dezelfde richting op
S2 invalt. Werd aan deze voorwaarde niet voldaan, dan zou
de stralenbundel, voor een behaalde stralensoort centraal op
den hollen spiegel ingesteld, na draaiing van de spectrometer-
tafel voor een andere stralensoort niet langer gecentreerd zijn.

Het prisma staat op een dunne ebonieten plaat, die slechts
zóó over de tafel E kan verschoven worden, dat ieder punt
van de plaat een cirkel beschrijft om de as van den spectro-
meter. Op deze plaat wordt het prisma zoodanig geplaatst,
dat de bisectrix van den brekenden hoek de as van den
spectrometer snijdt. Door de plaat te verschuiven kan dan
nog het prisma naar wensch worden ingesteld. De vlakke
spiegel is geklemd in den draaibaren spiegelhouder I;
hierbij is zorg gedragen dat de as van den spectrometer in
het spiegelvlak ligt. Met behulp van een schroef en een
veer kan de spiegel kleine hoeken gedraaid worden.

De instelling van prisma en spiegel geschiedt op de
volgende wijze. Door verschuiven van de ebonieten plaat
waarop het prisma staat wordt visueel beoordeeld of voor
een bepaalde stralensoort, bijv. Natriumlicht, de minimum-
stelling bereikt is. Daarna wordt de vlakke spiegel gedraaid
tot de stralenbundel centraal den hollen spiegel S2 treft; en
ten slotte wordt deze spiegel S2 zoo ingesteld, dat de D lijn
op de thermozuil valt. Hoe dan daarna de tafel E gedraaid
moge worden, steeds vallen minimaal afgeweken stralen op
de thermozuil.

De tafel van den spectrometer wordt gedraaid met behulp
van schroef en worm. De worm is aan den verdeelden
cirkel verbonden, en de stalen schroef C van ongeveer
5 c.M. lengte, 12 m.M. doorsnede en 0.3 m.M. spoed, wordt
gedragen door een zwaren arm die met den voet van den
spectrometer is verbonden. Het verdient vermelding, dat

22

door middel van een sledebeweging verschillende gedeelten
van de schroef in functie zijn te stellen. De schroef is met
Cardanische overbrenging verbonden aan een raderwerk R,
dat op zijn beurt door middel van een snaar aan een tweede
door een gewicht gedreven raderwerk R\' is gekoppeld. Ik
zal er van afzien in bijzonderheden het raderwerk R te
beschrijven; genoeg zij dat een electromagnetisch uit te
lichten pal het vrij maakt, en weer arrêteert, nadat de
schroef C een vooraf te kiezen onderdeel van een omwen-
teling heeft gemaakt. Bij de definitieve waarnemingen werd
na het uitlichten van den pal de schroef Vio van een om-
wenteling gedraaid. Binnen het raderwerk R wordt telkens
even na het uitlichten van den pal een electrisch contact
gemaakt, waardoor de wijzer van een telwerk Z wordt
verzet. Op Z kan ik dus het aantal «verzettingen» van den
spectrometer aflezen.

De geheele spectrometer inclusief de schroef en het rader-
werk is op mijn aanwijzingen gebouwd door de Nederlandsche
Instrumentenfabriek te Utrecht, directeur Dr. N. G. VAN HUFFEL.
Het instrument heeft in alle opzichten uitstekend aan mijn
verwachtingen voldaan.

De spleetinrichting.

De spleet heeft massieve roodkoperen wanden, en is op
de gewone wijze met schroef en veer op gewenschte breedte
in te stellen. Vlak voor de spleet bevindt zich het water-
scherm B, waardoor gedurende de waarneming circulatie
uit de waterleiding plaats heeft. Dit waterscherm heeft een
kleine opening, waar doorheen de stralen van den spiegel S
afkomstig de spleet kunnen bereiken. Voor die opening is een
bewegelijke schuif F gesteld, die wanneer ze opgetrokken wordt
de stralen doorlaat, en als ze neergelaten is den stralenbundel
onderschept. Een duidelijk zichtbaar merk is op de schuif
aangebracht. Wordt op dit merk bij neergelaten schuif het
beeld van een warmtebron geprojecteerd, dan zullen bij
opgetrokken schuif slechts die stralen de spleet bereiken,
die van te voren het merk troffen.

23

Het ophalen en neerlaten van de schuif F geschiedt door
een kleinen electromotor X. Bijzondere voorzorgen zijn
genomen dat de schuif zich beweegt zonder eenigen schok,
wat dreuning van de spleet tengevolge zou kunnen hebben.

De spiegels.

De holle spiegels zijn geleverd door de firma reinfelder
und her.tel. Het zijn verzilverde glasspiegels van 9 c.M.
diameter en 140 c.M. krommingsstraal. Het reflecteerend
vermogen van de zilverlaag was matig, maar is door voor-
zichtig polijsten voldoende geworden. De statieven waarin
ze zijn opgesteld, veroorloven hoogteversteUing, zoowel als
draaiing om een verticale en een horizontale as. De vlakke
spiegel is een stuk uitgezocht spiegelglas dat verzilverd en
gepolijst is.

Het prisma.

Het steenzout-prisma is afkomstig van de firma Dr. steeg
und reuter. De brekende vlakken hebben een opper-
vlak van 7x7 c.M., de brekende hoek is 60° 5\' o". De
optische afwerking ervan is voortreffelijk; gemakkelijk
worden de D lijnen gescheiden. Van de inwerking van de
vochtigheid der lucht heb ik veel minder bezwaar onder-
vonden dan ik in den beginne duchtte. Wel werd de spec-
trometertafel zoodra een waarnemingsreeks was geeindigd
met een glazen klok bedekt, waaronder een droogmiddel
was geplaatst; en moest op vochtige dagen de kachel wor-
den gestookt, om de relatieve vochtigheid in het vertrek
tenminste onder de 75\'\'/o te houden; maar de herhaaldelijk
urenlange blootstelling aan de toch nog vrij hooge vochtig-

\') Om goede zilverspiegels te verkrijgen heb ik met succes de volgende
eenvoudige methode toegepast. Het uitgezochte stuk spiegelglas wordt volgens
de bekende methode van böttger met een drievoudige laag zilver bedekt.
Nadat de zilverlaag gedroogd is, wordt ze met een tampon van zeemleder en
zeer overvloedig Parijsch rood en alcohol gepolijst. Hiermede wordt niet langer
dan een enkele minuut doorgegaan. Ten slotte wordt het Parijsch rood door
een sneldraaiende schijf van zacht linnen weggeborsteld.

24

heid, bijna zonder dat het steenzout hiervan inwerking
ondervond, wijst er op dat het zeer weinig hygroscopisch
en de gevreesde verontreiniging met magnesium-chloride
gering is. Eerst na 2 of 3 maanden gebruik ontstond op
de anders glasheldere oppervlakken een flauw waas i), dat
na een paar streken op de polijstplaat verdwenen was. 2)

De omhulling van den spectrojneter.

Om vreemde licht- en warmtestralen buiten te sluiten en
om eventueele temperatuur-verschillen in deelen van het
instrument snel te doen uitwisselen, is over den spectrometer
even boven den verdeelden cirkel een zinken doos gebouwd.
Deze omgeeft de spiegels, de tafel en het microscoop, en
heeft nauwsluitende openingen in den bodem, waardoor de
beide spiegelstatieven en de voet van de tafel binnenkomen.
Een boring in bodem en deksel veroorlooft den cirkel, die
door een gloeilampje verlicht kan worden, met het micros-
coop af te lezen; terwijl door een opening in den zijwand
de stralen binnenkomen, en door een tweede opening het
montuur van de thermozuil naar binnen steekt.

Deze omhulling beschutte de thermozuil, ook wanneer
het montuur van deze zorgvuldig in watten was gepakt,
nog niet voldoende tegen onvermijdelijke luchtstroomingen
in het vertrek. Daarom werd een tweede mantel van karton
aangebracht, die aan alle kanten gesloten het geheele instru-
ment omgeeft. Alleen de spleet en het waterscherm zijn
buiten dezen mantel gehouden, in welken behalve voor de

\') Dit waas verzwakt de zichtbare stralen aanmerkelijk meer dan de ultra-
roode.

Voor het polijsten van het steenzout-prisma gebruikte ik een reep spiegel-
glas, overtrokken met zeer dun neteldoek. Het weefsel had geen andere be-
doeling, dan in zijn mazen het polijstmiddel vast te houden. Als polijstmiddel
prefereer ik Parijsch rood, dat in alcohol gesuspendeerd, met den alcohol in
een fijnen regen op de plaat werd gespoten. Deze bewerking werd na ver-
damping van den alcohol herhaald, tot de plaat licht-rood gekleurd was. Moest
nu een vlak van het prisma gepolijst worden, dan werd de glazen plaat door
een fijnen alcohol-regen even bevochtigd, en het prisma langzaam ondèr lichten
druk over de plaat heen en weer bewogen, tot de alcohol geheel verdampt was.

25

verschillende stroomtoeleidingsdraden geen andere openingen
zijn, dan voor den binnentredenden stralenbundel, voor het
microscoop, en voor de snaar die de beide raderwerken
verbindt.

DE THERMOZUIL.

Nadat ik van de verschillende hulpmiddelen waarmede
het warmtespectrum kan doorzocht worden, om vroeger
gemotiveerde redenen mijn keuze op de thermozuil bepaald
had, ben ik er me op gaan toeleggen een zoo gevoelig
mogelijk instrumentje te construeeren. Mijn vergeefsche
pogingen met alliages van bismuth en tin, en van bismuth
en antimoon, welke alliages in de thermo-electrische reeks
de hoogste en de laagste plaats innemen, zal ik niet nader
beschrijven. Het bleek me onmogelijk de uiterst kleine
elementen, nadat ik er een 30 tal had vervaardigd, samen
te voegen tot een geheel.

Ik heb toen naar het\' voorbeeld van RUBENS een thermo-
zuil geconstrueerd uit constantaan en ijzer, welke metalen
thermo-electrisch een slechts half zoo gunstig koppel vormen
als de bovengenoemde alliages, maar daartegenover handel-
baarder zijn.

Een van de elementen waaruit de zuil bestaat is hiernaast
op natuurlijke grootte geteekend. A en B zijn twee plaatjes
roodkoper, die, met tusschenvoeging van een stukje mica C,
door een gegomd reepje papier geïsoleerd aan elkaar zijn

verbonden. Op dit onderstuk zijn
de toeleidingsdraden D en E en het
eigenlijke thermo-element a c b ge-
soldeerd. Dit laatste bestaat uit een
draadje ijzer a c en een draadje
constantaan b c, beide van 0.06 m.M. dikte, die in c met
zilver aan elkaar zijn gesoldeerd. De soldeerplaats is tot
een dun plaatje van circa 0.2 m.M^. oppervlakte uitgeslagen,
en daarna beroet. Dertig dergelijke elementen zijn, met
tusschenvoeging van plaatjes mica, en de ronde openingen

26

in A en B glijdende over ebonietzuiltjes, op elkaar gestapeld.
Daarbij komen de uitgeslagen plaatjes c jalousies-gewijze
over elkaar te liggen, en vullen juist een spleet van 11 m.M.
lengte en 0.42 m.M. breedte, waarvan de beide wanden
de verdere deelen van de zuil tegen straling beschermen.

Deze maten van 11 en 0.4 m.M. wilde ik in geen geval
overschrijden. Van de bekende thermozuil van RUBENS, die
op de soldeerplaatsen zilverplaatjes van i m.M. diameter
draagt, zou ik dus niet meer dan elf elementen hebben
kunnen plaatsen; en het deel der zilverplaatjes, dat achter
de spleetwanden aan de bestraling onttrokken zou zijn
geweest, zou de temperatuurstijging van de soldeerplaatsen
aanmerkelijk kleiner hebben doen zijn.

De betrekkelijk groote koperplaten A en B zijn aange-
bracht met de bedoeling, de niet bestraalde soldeerplaatsen
groote warmte-capaciteit te verleenen. Een deel toch van
de warmte, door de bestraling opgewekt, wordt door ge-
leiding langs de metaaldraadjes afgevoerd naar de niet
bestraalde soldeerplaatsen, maar wordt nu door de platen
A en B zonder merkbare temperatuurverhooging opgenomen.\')
De ijzer- en constantaandraadjes zijn dun genomen om
de warmte-onttrekking door geleiding aan de bestraalde
\'soldeerplaatsen gering te doen zijn. «Wel is tengevolge
daarvan de electrische weerstand van de thermozuil vrij
groot (circa 12 ohm), maar dit leverde voor mijn geval geen
nadeel op. Een kleinere weerstand van de zuil toch zou,
wegens de daardoor vermeerderde electro-magnetische dem-
ping, een geringere gevoeligheid van den\' galvanometer
noodzakelijk gemaakt hebben.

Ik heb er van afgezien, warmtegeleiding door de lucht
en convectie te verminderen door de thermozuil in vacuo

\') Het groote verschil in capaciteit van de bestraalde en de niet bestraalde
soldeerplaatsen heeft echter het inconvenient, dat een temperatuurvvisseling
in de ruimte waarin zich de thermozuil bevindt, opgewekt door een lucht-
strooming, de soldeerplaatsen met kleine capaciteit sneller beïnvloedt dan die
met groote. Een zorgvuldige omhulling van het instrument was dus noodig
en bleek afdoende te zijn.

27

te plaatsen, omdat er geen continu arbeidende luchtpomp
tot mijn beschikking was, en ook omdat voorafgaande proef-
nemingen me slechts geringe voordeden voorspelden.

De thermozuil met spleet is in een zware koperen bus
gemonteerd, die aan den achterkant door een plaat is gesloten.
De bus wordt gevat in het montuur Th (Plaat i), waarin
ze gedraaid kan worden, om de spleet evenwijdig aan de
spectraallijnen te stellen. Een conische boring in een ver-
lengstuk van het montuur Th laat tot de zuil alleen de
stralen toe afkomstig van den spiegel Sg.

DE GALVANOMETER.

Een drievoudig gepantserde galvanometer naar DUBOIS-
RUBENS, vervaardigd door de firma SIEMENS und HALSKE,
meet den thermostroom, door de bestraling opgewekt. De
galvanometer is in een houten statief driedradig opgehangen
boven een stevig gefundeerden pilaar. Het houten statief
is omplakt met papier, alleen een klein gedeelte tegenover
het spiegeltje van den galvanometer is open gelaten. Nauw-
passend daaromheen staat op den pilaar een rondom gesloten
kartonnen mantel, voorzien van een glazen venster tegenover
het spiegeltje. Van boven zijn kleine openingen, hierdoor
komen de drie draden binnen, waaraan het statief met den
galvanometer geheel vrij hangt. Deze kartonnen mantel is
aangebracht met de bedoeling, vooreerst den hangenden
galvanometer tegen luchtstroomingen in het vertrek te be-
schermen, en dan om langzame bewegingen van het statief
te dempen. Deze luchtdemping heeft goed voldaan.

Het magneetsysteem en een vlak spiegeltje van 4m.M.
diameter hangt aan een zeer dunnen kwartsdraad. Het ge-
wicht van beiden bedraagt circa 30 milligram.

De instelling van den galvanometer op de gewenschte
gevoeligheid met behulp van de beide buitenste richtmagneten
(een deurtje in den kartonnen mantel gaf gelegenheid voor
deze manipulatie) wordt zeer vergemakkelijkt door een sole-

28

noïde zonder ijzerkern. Deze is zoo onder den galvanometer
opgesteld, dat ze door een electrischen stroom doorloopen
een veld opwekt, dat aan het hangende magneetsysteem, bij
afwezigheid van andere magneetkrachten, de symmetrische
stelling zou geven. Wanneer men bij het instellen der richt-
magneten «de kluts kwijt is», zal een stroom door de sole-
noïde gezonden het systeem in de richting van den sym-
metriestand terugdrijven. Nog eenvoudiger is het, gedurende
het verstellen der magneten voortdurend den stroom te laten
doorgaan; heeft men bij het verstellen het systeem in den
symmetriestand gebracht, dan zal na verbreking van den
stroom die stand gehandhaafd blijven.

De twee draadklossen van den galvanometer hebben
achter elkaar geschakeld een weerstand van lo ohm. De
gevoeligheid werd zoo gekozen, dat de beweging van het
magneetsysteem, wanneer de thermozuil met een weerstand
van 12 ohm in de keten wordt opgenomen, bijna aperiodisch
is. Luchtdemping is bij het systeem niet aangebracht. Bij die
gevoeligheid geeft een stroom van lo"® ampère opeen schaal,
I Meter van het spiegeltje verwijderd, een uitwijking van
90 m.M., en is de (dubbele) slingertijd bij geopende keten
12 sec.

De aflezing der uitwijkingen geschiedde oorspronkelijk
met kijker en een glazen schaal, die op i Meter afstand van
den galvanometer, helder verlicht was opgesteld. De kijker
voorzien van een totaalreflecteerend prisma vóór het objectief
stond op den steenen pilaar. Ondanks de geringe af-
metingen van het spiegeltje, waren de millimeters van de
schaal zeer scherp waar te nemen en flink te vergrooten,
zoodat op Vio millimeter met zekerheid kon worden af-
gelezen. Bij de definitieve waarnemingen zijn de uit-
slagen echter niet geobserveerd, maar photographisch ge-
registreerd.

Niettegenstaande de voortreffelijke werking der dreun-
vrije ophanging ondervond ik veel bezwaar van de «onrustig-
heid» van den galvanometer. Zoolang de passage, vooral
van rijtuigen, in de nabijheid van het laboratorium aanhield

29

moest ik van nauwkeurig waarnemen afzien, en dan nog
gaven alleen die nachten vertrouwbare resultaten, gedurende
welke de windkracht gering was. Daarbij kwam in den
laatsten tijd de hinderlijke storing van den electrischen tram,
die op korten afstand het laboratorium voorbijgaat. Niet-
tegenstaande de zorgvuldige pantsering was de invloed vooral
van vagabondeerende grondstroomen zoo sterk, dat eerst
nadat het tramverkeer geëindigd was met de waarneming
kon aangevangen worden.

De galvanometer zelf vertoonde in zijn pantsering meer-
malen verandering van magnetiseering. Vooral temperatuur-
wisseHng bleek oorzaak van het «wandelen der polen».
Het gevolg daarvan was een geleidelijk veranderen van
nulstand en gevoeligheid. Gedurende een waarnemingsreeks
waren die veranderingen gering, maar van den eenen dag
op den anderen soms van beteekenis. En vooral voor het
regelen der gevoeligheid was de bovenbeschreven sole-
noïde van groot gemak. De stroom werd dan blijvend door-
gezonden, en door de richting te kiezen en de intensiteit te
regelen de gevoeligheid naar wensch ingesteld. Bij alle
waarnemingen is dan ook de gevoeligheid dezelfde geweest.
De veranderingen in den nulstand werden gecorrigeerd door
een staalmagneet in de nabijheid van den galvanometer te
verleggen.

HET REGISTREEREN DER SPECTRA.

Zooals ik op bladz. 21 beschreef, wordt de tafel van den
spectrometer door middel eener tangentieele schroef gedraaid.
De schroef is aan een raderwerk gekoppeld dat door een
pal wordt gestuit. Deze pal kan electromagnetisch uitgelicht
worden, en zal het raderwerk weer arrêteeren, nadat de
tangentieele schroef Vio van eene omwenteling heeft gemaakt.
Dit beteekent voor de spectrometer-tafel een draaiing van 24".5.
Bij iedere «verzetting» van den spectrometer wijzigt zich dus
met dit bedrag de hoek waaronder de evenwijdige stralen-

30

bundel op het eerste brekende vlak van het prisma invalt;
en met het dubbele bedrag wijzigt zich de deviatie van de
stralen, die het prisma symmetrisch doorloopen.

Door een reeks «stroomstooten» die telkens den pal even
uitlichten wordt het spectrum over de thermozuil verschoven;
twee opvolgende stralensoorten welke de zuil treffen onder-
scheiden zich door een deviatie-verschil van 49".

Het onderzoek van een spectrum kwam dus, zoolang met
kijker en schaal werd geobserveerd, op het volgende neer.
Terwijl door de schuif de stralen werden onderschept werd
de «nulstand» van den galvanometer waargenomen; dan
werd de schuif opgetrokken en de nieuwe evenwichtstand
afgelezen. Het verschil van dezen evenwichtstand met den
nulstand geeft de «uitwijking» door de bepaalde stralensoort
te voorschijn geroepen. Daarna werd de schuif neergelaten,
door een stroomstoot de spectrometer verzet, en uit de af-
lezing van den nulstand en van den volgenden evenwichtstand
bij geopende schuif de uitwijking bepaald, door de naastlig-
gende stralensoort opgewekt. Door dan de verschillende
verzettingen en de bijbehoorende uitwijkingen te noteeren,
kon een beeld van het spectrum ontworpen worden. \')

Zelden werd echter visueel waargenomen; gewoonlijk
werden de uitwijkingen van den galvanometer geregistreerd,
en geschiedde het onderzoek van een spectrum geheel auto-
matisch. 2) De opstelling hiervoor is de volgende.

Voor den galvanometer (zie Plaat i) is op 50 c.M. afstand
van het spiegeltje een registreertrommel T geplaatst. Deze
bestaat uit een inwendigen cilinder van\' 13 c.M. lengte en
28 c.M. omtrek, die door een uurwerk om een horizontale
as wordt gedraaid, en in 200 minuten een geheele omwen-
teling maakt; en uit een vaststaanden cilindrischen mantel
voorzien van een horizontale spleetvormige opening van
12 c.M. lengte en 0.3 m.M. breedte. Op den inwendigen cilinder

Het is van groot voordeel het spectrum met gelijke stappen te doorzoeken,
zie pag. 38.

Bij de inrichting hiervan ondervond ik voortdurend de kundige voorlichting
en hulp van mijn vriend f. l. bergansius.

31

kan een vel broomzilverpapier worden gespannen, dat dus
alleen door de smalle spleetvormige opening licht ont-
vangt. De registreertrommel werd me door de welwillend-
heid van Dr. e. van everdingen door het Meteorologisch
Instituut in bruikleen afgestaan.

Op den pilaar III staat achter een verticale spleet in het
scherm H een Nernstlamp N. Het licht hiérvan afkomstig
wordt op de lens L geconcentreerd, en deze vormt van de
verticale spleet een scherp beeld op de horizontale spleet-
vormige opening in den mantel van den trommel T, nadat
de lichtstralen door het spiegeltje s van den galvanometer
zijn gereflecteerd. Vóór de verticale spleet is een klepje O
aangebracht, dat het licht van de spleet uitgaande onderschept
maar electromagnetisch kan worden opgelicht. Wordt dit
klepje O even opgelicht, dan zal het broomzilverpapier door
een klein vierkant lichtbeeldje worden getroffen, dat na
ontwikkeling van het papier een zwarte stip veroorzaakt.

In het scherm H is nog een tweede opening aangebracht,
waardoor de Nernstlamp N een lichtbundel zendt, die na
reflectie in het prisma Q eveneens het spiegeltje s treft.
Vóór het totaalreflecteerend prisma is een scherm D aan-
gebracht, met een opening waarover een verticale draad is
gespannen. De lens L\' vormt van dezen draad een beeld op
de verdeelde schaal V. De lichtvlek met het beeld van
den draad is met het bloote oog duidelijk waarneembaar
(de schaal is een reep doorschijnend papier), en met behulp
van den kijker K tot op onderdeelen van een millimeter af
te lezen. Deze lichtvlek veroorlooft gedurende het registreeren
een voortdurende controle over den nulstand en over de
uitwijkingen van den galvanometer.

Om dit registreeren geheel automatisch te doen verloopen
is een klein uurwerk U geconstrueerd, dat met de noodige
veranderingen uit een gewonen wekker is ontstaan. Het
is voorzien van een aantal contactveertjes, die achtereen-
volgens verschillende stroomketens sluiten, en verricht zoo
met groote regelmatigheid de verschillende manipulaties van
den waarnemer.

32

Wordt dit uurwerkje in gang gezet bij neergelaten schuif F
(zie Plaat i), terwijl dus de thermozuil geen straling ont-
vangt en de galvanometer den «nulstand» inneemt, dan
wordt na eenige seconden het klepje O even opgelicht, ten-
gevolge waarvan een stip op het broomzilverpapier ontstaat.
Onmiddellijk daarna zet een stroomstoot de raderwerken R
en R\' in beweging, waardoor de spectrometer-tafel E een
hoek van z^\'-S wordt gedraaid, verspringt de wijzer van
het telwerk Z, en wordt gelijktijdig een stroom gezonden
door den electromotor X, die de schuif F langzaam ophaalt
en de straling tot de thermozuil toelaat. De galvanometer
ontvangt nu den thermostroom en het spiegeltje s stelt zich
in beweging tot het aperiodisch zijn nieuwen evenwicht-
stand heeft bereikt. Een oogenblik later wordt het klepje O
weder opgelicht, en een tweede stip legt den nieuwen
evenwichtstand op het gevoelige papier vast. De stroom in
den electromotor wordt nu onderbroken, de schuif F zakt
en onderschept den stralenbundel, zoodat de galvanometer
weder den nulstand bereikt. Hiermede is één cyclus vol-
bracht en vangt direct de tweede aan. Inmiddels is de
inwendige cilinder van den registreertrommel gedraaid en
de stip, die deh tweeden nulstand zal aangeven, komt dus
naast die van den eersten. Zoo zullen na eenigen tijd twee
reeksen van stippen opgeteekend zijn, de eerste reeks aan-
gevende de nulstanden, de tweede aangevende de uitslagen
van den galvanometer, tengevolge van de straling van ver-
schillende deelen van het spectrum.

Om met zekerheid de opeenvolgende stippen te kunnen
tellen wordt door hetzelfde uurwerkje U telkens na 5 vol-
ledige cycli een electrische stroom even door een gloeilampje
gezonden, dat tegenover de spleetvormige opening in den
mantel van den trommel T staat. Het licht van dit gloei-
lampje treft het broomzilverpapier volgens een smalle lijn.
De duur van den stroom die het gloeilampje doet lichten
is afwisselend langer en korter; zoodat na ontwikkeling
van het papier zware en zwakkere lijnen de tien- en de
vijftallen van de opvolgende stippen aangeven.

33

De duur van een volledigen cyclus bedroeg gewoonlijk
36 secunden, zoodat een spectrum van 0.7 [x tot 6 fx met
200 stappen geregistreerd kon worden in 2 uur.

De automatische registreering heeft honderden uren ge-
arbeid zonder eenmaal te weigeren.

Op Plaat 2 zijn een tweetal van zulke spectrogrammen
op 3/4 der ware grootte photographisch gereproduceerd.

De voordeelen van deze methode van waarneming boven
de visueele zijn vele. Ik wil de voornaamste kortelijks
aangeven.

1. De absolute betrouwbaarheid der waarnemingen.

2. De zeer korte tijd waarin een waarnemingsreeks ge-
schiedt (o. a. van beteekenis bij het onderzoek van
warmtebronnen, die zooals de lichtboog voortdurende
fluctuaties van intensiteit vertoonen).

3. Het niet bestaan van storingen door de nabijheid van
den waarnemer veroorzaakt.

4. Het met zekerheid interpoleeren bij verloopenden nulstand.

5. De mogelijkheid om uit den vorm der «nul-lijn» de
waarschijnlijke fout te beoordeelen.

6. De volkomen vergelijkbaarheid der verschillende waar-
nemingen.

HOOFDSTUK III.

DE METHODE VAN WAARNEMING EN HET
AFLEIDEN DER RESULTATEN.

Eenige uren voordat een waarnemingsreeks aanving, werd
de temperatuur in het vertrek zorgvuldig geregeld. De
thermozuil bleek namelijk een sterken en lang aanhoudenden
invloed van temperatuurwisselingen te ondervinden, welke
daardoor veranderingen te voorschijn riepen in den nulstand
van den galvanometer. Deze veranderingen verliepen steeds
zoo geleidelijk, dat ze voor de zekerheid der metingen geen
bezwaar opleverden, toch was het natuurlijk wenschelijk
ze zooveel mogelijk te beperken. Ook gedurende de waar-
neming kon de nulstand gewoonlijk voldoende worden ge-
regeld, door nu eens een kleine gasvlam in den hoek van
het vertrek aan te steken, dan weer een ventilator te openen.

De instelling van den spectrometer« geschiedde met behulp
van het microscoop M (Plaat i). De schroef C werd daartoe
van het raderwerk R vrijgemaakt, en zoo ver teruggedraaid,
tot een bepaalde streep van den verdeelden cirkel met het
dradenkruis van het microscoop samenvalt. Daarna werd de
schroef weer aan het raderwerk gekoppeld; tevens werd
de wijzer van het telwerk Z op o gebracht en het uurwerkje
U in zulk een stand gearrêteerd, dat, zoodra het in gang
wordt gezet, zijn eerste functie zal zijn het gloeilampje te
ontsteken, dat vóór den trommel T is geplaatst, en zoo de
stip behoorende bij verzetting o door een begeleidende- lijn
kenbaar te maken.

Altijd wefd op dezelfde streep van den cirkel ingesteld,
en hierdoor is bereikt dat voor verschillende waarnemings-
reeksen gelijkgenummerde verzettingen van den spectrometer

35

steeds met eenzelfden stand van de tangentieele schroef
overeenkomen i) Deze instelling geeft echter geenszins den
waarborg, dat daarbij de thermozuil dezelfde plaats in het
spectrum zal innemen. Immers de brekingsindex van steen-
zout is vrij sterk afhankelijk van de temperatuur, zoodat
ook door deze wordt bepaald welke lichtsoort na instelling
van den spectrometer de thermozuil zal treffen. Tengevolge
hiervan zullen gelijkgenummerde verzettingen op spectro-
grammen van verschillende dagen, op stralensoorten van
verschillende golflengte betrekking kunnen hebben. Om
gevolgtrekkingen te kunnen afleiden, is een vast punt in
het spectrum dus beslist noodig. 2)

Zulk een vast punt werd, wanneer er in het te onder-
zoeken spectrum geen aanwezig was, aan een vergelijkings-
spectrum ontleend, en daarvoor is het scherpe koolzuur-emissie-
maximum van de Bunsensche vlam gekozen, dat door veel
waarnemers onderzocht, als het nauwkeurigst bekende punt
in het verre ultra-rood moet beschouwd worden, paschen 3)
geeft daarvoor op de golflengte 4.403 fx.\'^) Bij de bepaalde
instelling van den spectrometer had ik dit koolzuur-maximum
tusschen verzetting 160 en verzetting 170 te verwachten.
Om het tegelijk met het onderzochte spectrum op te nemen,
werd gedurende dit tiental verzettingen de stroom in den
electromotor X (Plaat i) gesloten gehouden, zoodat de schuif
F opgetrokken, en de thermozuil aan de straling blootgesteld

Een voorafgaand onderzoek dezer schroef had namehjk geleerd, dat ze
een niet te verwaarloozen periodieke fout bezat, tengevolge hiei-van waren dus
de tien verzettingen, die bij een volledige omwenteling van de schroef elkander
opvolgen, niet alle even groot. Bovengenoemde voorzorgsmaatregel maakte het
mogelijk de (nauwkeurig bekende) schroef-correctie als correctie op de verzettingen
in acht te nemen.

Een «voortgaande» fout van de schroef zou voor het afleiden van resultaten
bedenkelijk zijn geweest; deze was echter gebleken onmerkbaar klein te zijn.

De verandering der dispersie van steenzout met de temperatuur mag ver-
waarloosd worden.

F. PASCHEN. W. Ann. 53, 335, 1894.

*) Ook in het volgende zullen de golflengten steeds opgegeven worden in

36

bleef. De opteekening van den nulstand geschiedde dus
gedurende dien tijd niet; daarvoor in de plaats werd telkens
nadat de uitwijking, door de te onderzoeken bron opgewekt,
was geregistreerd, de stralenbundel van deze afkomstig onder-
schept, een beeld op de spleet ontworpen van een klein
deel eener Bunsensche vlam, en zóó behalve het te onder-
zoeken spectrum ook de bekende koolzuur-emissie op den
registreertrommel opgeteekend.

De breedte van de spleet van den spectrometer bedroeg
bij alle definitieve waarnemingen 0.42 m.M., dus evenveel
als die van de spleet voor de thermozuil. Werden de uit-
wijkingen van den galvanometer te groot om op den trommel
te worden geregistreerd — wat uit de vorige waarnemingen
te verwachten, en op de verdeelde schaal V (Plaat i) te
beoordeelen was — dan kreeg de. spiegel S een concentrisch
diaphragma, en werd zoo de emissie in een vooraf experi-
menteel bepaalde verhouding verkleind. 1)

De gevoeligheid van den galvanometer kon op de (blz. 29)
beschreven wijze worden ingesteld, door het superponeeren
van een magnetisch veld van constante richting, waarvan
het teeken gekozen en de intensiteit geregeld werd tot een
hulpstroom van lo"® ampère op de verdeelde schaal V een
uitwijking van circa 90 m.M. te voorschijn riep. Dan werd
de thermozuil in de keten opgenomen. Gewoonlijk was
een gewijzigde nulstand van den galvanometer hiervan het
gevolg, die dan zoo noodig door het verleggen van een
staalmagneet gecorrigeerd werd.

Bleef gedurende eenigen tijd de nulsta\'nd voldoende con-
stant, zoodat aanmerkelijke veranderingen niet waarschijnlijk
meer waren, dan kon de waarnemingsreeks aanvangen.
Het steenzoutprisma werd ontbloot, de registreertrommel
en even later het uurwerk op gang gebracht, en automatisch
werd met kleine stappen het te onderzoeken spectrum» over

\') Het spectrogram van een Nernstlampje, op Plaat 2 gereproduceerd, toont
den invloed van het achtereenvolgens aanbrengen en weder wegnemen van
drie diaphragma\'s.

37

de thermozuil bewogen, en de straling die haar treft telkens
geregistreerd.

Bij het onderzoek van een warmtebron, die geen voort-
durend toezicht behoefde, kon ik het vertrek verlaten.
Slechts van tijd tot tijd moest even worden gecontroleerd
of niet de nulstand van den galvanometer te veel verliep,
en of eventueel de emissie van de warmtebron moest worden
gereduceerd. Wanneer echter metalen in den lichtboog werden
onderzocht, eischte deze nauwlettende zorg, en was de hulp
van een tweeden waarnemer zelfs onontbeerlijk.

Ik zal nu overgaan tot de beschrijving der methode, waarop
uit deze spectrogrammen de resultaten kunnen worden af-
geleid.

Daartoe wordt het spectrogram eerst overgeteekend op
millimeterpapier, met de bedoeling de stippen die de nul-
standen aangeven, en een gebogen en soms een gebroken
lijn vormen, op een rechte lijn over te brengen. Een abscis
daarvoor op het millimeterpapier aannemende, worden dan
de stippen, die met bestraling overeenkomen vertegenwoor-
digd door punten, wier ordinaat gelijk wordt genomen aan
het gemiddelde van den afstand tot den voorafgaanden en
den volgenden nulstand.

Daarbij kan natuurlijk iedere gewenschte schaalverandering
worden toegepast. Zoo zijn uit de spectrogrammen, gerepro-
duceerd op Plaat 2, de teekeningen van Plaat 7 en 8 ontstaan.

Zooals uit de teekening van het spectrum der kwikboog-
lamp (Plaat 7) is te zien, wordt een scherpe spectraallijn aan-
gegeven door 6 punten. (Het eerste maximum bijvoorbeeld is
de groene kwiklijn 0.5461.) Dit is daaruit te verklaren, dat
de breedte van de spleet voor de thermozuil en ook de
breedte van een spectraallijn 0.42 m.M. is, terwijl de lineaire
verplaatsing der lijn bij één verzetting van den spectro-
meter 2/5 hiervan bedraagt, nl. 0.17 m.M. Gedurende
5 achtereenvolgende verzettingen zal dus de thermozuil door
dezelfde stralensoort woorden getroffen, en daar door optische
onvolmaaktheden van het instrument een spectraallijn eenigs-

38

zins wordt verbreed, zal ook al staat de ideaal begrensde
lijn juist vóór, of juist voorbij de spleet van de thermozuil, nog
eenige straling van dezelfde golflengte de zuil kunnen treffen.
Het feit, dat de lijnen door hoogstens 6 punten aangegeven
zijn, bewijst dat de optische onvolmaaktheden in ieder geval
klein waren.

Uit de onderlinge ligging der verschillende punten die
gezamenlijk de spectraallijn aanduiden, kan echter met vrij
groote zekerheid worden afgelezen, bij welke verzetting en
welk onderdeel daarvan het maximum van straling valt, de
spectraallijn dus symmetrisch de thermozuil treft; m. a. w. bij
welke verzetting en welk onderdeel ervan, een zeer smalle
spectraallijn een zeer smalle thermozuil centraal zou treffen, i)
Wordt een vast punt in het spectrum aangenomen, dan kan
men den afstand van eenige spectraallijn tot dit vaste punt
direct in een aantal verzettingen bepalen.

Zoo kan bijvoorbeeld in het spectrum van de kwikboog-
lamp op Plaat 7, de eerste lijn (dat is de groene lijn 0.5461)
als vast punt worden aangenomen; dan geeft de aflezing
der verschillende lijnen, voor den afstand van de 6 volgende
tot het vaste punt, de waarden:

16.1 102.2 110.4 121.4 126.5 en 131.1

Om uit deze getallen de brekingsindices en de golflengten
van de lijnen te kunnen afleiden, wordt de volgende rede-
neering gevolgd.

Bij iedere verzetting van den spectrometer draait het
prisma 24^5, en zal zich de hoek, waaronder de stralen-
bundel op het prisma invalt, met hetzelfde\' bedrag wijzigen.
De thermozuil wordt getroffen door stralensoorten die het
minimum van deviatie ondergaan, het prisma dus symmetrisch

\') Bij deze aflezing wordt aangenomen, \' dat het maximum van straling
wordt aangegeven door het snijpunt van twee lijnen, waarvan de eene de
beide punten rechts van het maximum, de andere de beide punten links van het
maximum verbindt. Juist voor deze aflezing is het van belang, dat de stappen,
waarmede het spectrum wordt doorzocht, even groot zijn. De aflezing op \'/j^
van een verzetting wordt vereenvoudigd door vergelijking met een hulpteekening,
waarop de verschillende mogelijke constellaties zijn aangegeven.

39

doorloopen. De hoek van breking is dus constant, en geUjk
aan de helft van den brekenden hoek g van het prisma.
Tusschen den invalshoek i, den brekingsindex n en de con-
stante g bestaat dus de betrekking

sin I = n sm —
2

Wanneer voor één bepaalde stralensoort de brekings-
index van steenzout als bekend wordt vooropgesteld, is de
bijbehoorende hóek van inval te berekenen, is daaruit de
waarde die i na een zeker aantal verzettingen verkrijgt af
te leiden, en kan vervolgens, weer met behulp van boven-
staande vergelijking, de n worden bepaald.

De brekende hoek g van het prisma is 60° 5\' o". Neem
ik den brekingsindex van steenzout voor de groene kwiklijn
gelijk 1.54745 aan, dan volgt daaruit voor die lichtsoort een
invalshoek van 50° 46\' 37". Voor de stralensoort, die na
102.2 verzettingen de thermozuil zal treffen, moet de hoek
van inval 102.2 X 24".5 kleiner, dat is 50° 4\'53" zijn, en
hierbij behoort een brekingsindex 1,53198.

Nu is bij het uitmeten der fotogrammen niet deze kwik-
lijn, maar het koolzuur-maximum van de Bunsensche vlam
als het vaste punt beschouwd, van waaruit geteld wordt.

Om den brekingsindex van deze stralensoort te bepalen,
heb ik eenige spectrogrammen ontworpen, waarop naast het
spectrum der Bunsensche vlam tevens de groene en de
gele kwiklijnen voorkomen. Van deze hchtsoorten zijn de
brekingsindices ontleend aan de waarnemingen van langley. 2)
Voor zoover het zichtbare spectrum betreft, geeft de be-
rekende dispersie-kromme van langley goede overeenkomst
met zijn waarnemingen, daarbij is de temperatuur van het
steenzout bovendien nauwlettend in aanmerking genomen.
Zijn formule geeft voor de groene lijn van kwik met een

1) Wanneer in de spectra bekende emissielij nen of scherp begrensde absorbtie-
banden voorkwamen, waan\'an eens voor al de afstand tot het koolzuurmaximum
bepaald was, behoefde dit laatste niet telkens weer te worden geregistreerd.

2) s. p. LANGLEY. Ann. of the Astroph. Obs. of the Smiths. Inst. 1 1900.

40

golflengte 0.5461, en voor het zwaartepunt der beide gele
lijnen met een golflengte 0.5780 de brekingsindices 1.54745
en 1.54505 (voor een temperatuur van 20°). Mijn spectro-
grammen gaven voor de afstanden van beide lijnen tot het
koolzuurmaximum 176.1 en 160.0. Hieruit volgt een bre-
kingsindex 1.52072 voor de stralensoort die in de kool-
zuurband bij de temperatuur van de Bunsensche vlam het
sterkst vertegenwoordigd is. Deze waarde geldt dus evenals
alle andere op te geven brekingsindices voor 20°. De ver-
schillende plaatsen in het spectrum kunnen nu uitgedrukt
worden in den afstand tot dit vaste punt, en in een tabel
de brekingsindices worden opgezocht, bij die verschillende
afstanden behoorende.

Door veel waarnemers wordt bij het mededeelen der
resultaten van hun onderzoek de plaats in het spectrum
aangeduid door opgave van de deviatie. Dit heeft voor
het beoordeelen en vergelijken der resultaten door anderen
het groote inconveniënt, dat de deviatie afhankelijk is van
een willekeurige grootheid, n.1. den brekenden hoek van het
prisma. Ik heb gemeend dat het vermelden der brekings-
indices de voorkeur verdient.

De opgegeven brekings-indices zijn te beschouwen als
direct waargenomen grootheden, over de nauwkeurigheid
dier getallen geeft een onderlinge vergelijking van ver-
schillende waarnemingsreeksen een oordeel.

Dat wordt echter geheel anders wanneer het er op aan-
komt golflengten op te geven. De golflengten kunnen,

\') Daar de verandering der dispersie van steenzout met de temperatuur is
te verwaarloozen, is het duideUjk dat ik bij de waarnemingen, die ten slotte
neerkwamen op het meten van verschillen van brekingsindices, onafhankelijk was
van de heerschende temperatuur, mits deze gedurende de waarnemingsreeks
constant bleef. Door julius werd als deviatiehoek voor het koolzuur-maximum
uit de Bunsensche vlam gevonden 38° 54\' 20" bij 10° C (\'<Licht- und Wärme-
strahlung verbrannter Gase» p. 69—71, 1890). Voor eiken graad temperatuur-
stijging vond hij 11" deviatievermindering, dus op 20° herleid wordt de
afwijkingshoek 38° 52\'30"; de brekende hoek van het prisma was 59° 53\'20" ;
hieruit volgt n= 1.52069, waannee de door mij gevonden waarde bevredigend
overeenstemt.

41

waar de spectra met behulp van een prisma ontworpen zijn,
niet direct worden bepaald, maar moeten worden afgeleid
uit de brekingsindices door tusschenkomst van een dispersie-
formule.

Vooral rubens en langley 2) hebben uitvoerige onder-
zoekingen verricht naar de dispersie van steenzout in het
ultra-roode deel van het spectrum, en beide waarnemers
geven een kromme op, die volgens hunne metingen het
verband tusschen brekingsindex en golflengte zoo goed
mogelijk aangeeft. Maar nu wijken deze beide dispersie-
krommen aanmerkelijk van elkaar af.

Bij eerste beschouwing is men onmiddellijk geneigd aan
de kromme van langley de voorkeur te geven. De hulp-
middelen waarover hij bij zijn onderzoek te beschikken had
en de grootsche opkelling waarmede zijn metingen werden
verricht, zijn door geen ander geëvenaard; en waar langley
zijn uitkomsten met die van anderen vergelijkt, kent hij aan
zijn resultaten verreweg de grootste waarde toe. Bij nader
inzien blijkt echter de dispersie-kromme, zooals ze door
langley uit zijn waarnemingen is berekend, vooral voor
de grootere golflengten, vrij slecht met zijn waarnemingen
overeen te komen; waardoor twijfel ontstaat aan hare juist-
heid. In een Aanhangsel zal ik uitvoeriger op deze quaestie
ingaan, en motiveeren dat ik de betrouwbaarheid van de
dispersieformule van langley niet boven die van rubens\'
formule stel. Het was me niet mogelijk door het geheele
spectrum heen uit mijn eigen waarnemingen een oordeel te
vormen welke dispersie-kromme de voorkeur verdient; daar-
voor zijn in het ultra-rood te weinig punten met zekerheid
bekend. Ter vergelijking had ik echter ter beschikking de
golflengten van de hoofdmaxima der emissie van koolzuur
en waterdamp in de Bunsensche vlam. Door faschen 3) zijn

i^) h. rubens. W. Ann. 46, 529, 1892; 54, 476, 1895; 60, 724, 1897;
61, 224, 1897.

^ s. p. langley. 1. C.

f. paschen. W. Ann. 50, 409, 1893; 51, i, 1894; 52, 209, 1894;
53, 334> 1894-

42

met behulp van een fluoriet-prisma, waarvan hij van te voren
zelf de dispersie kon onderzoeken, deze golflengten uiterst
nauwkeurig bepaald op 4.403 [x en 2.831 fx. Herhaaldelijk heb
ik voor deze maxima de brekingsindices bepaald, en deze
leverden met behulp van de dispersie-kromme van rubens,
waarden op van de golflengten, die met het oog op mijn
waarnemingsfout en die van paschen, volkomen met de door
hem opgegeven waarden kloppen, d. w. z. algeheele overeen-
komst vertoonen van den tweeden decimaal, terwijl de be-
rekening uit de formule van langley afwijkingen gaf van
resp. 0.05 en 0.06 [x, welke afwijkingen bijna 10 maal grooter
zijn, dan de onzekerheid in mijn waarneming.

Het feit, dat de dispersie van steenzout niet nauwkeurig
bekend is, maakt het opgeven van golflengten onzeker.
Toch is het voor het overzien der resultaten wenschelijk
deze te vermelden. Daar het verkiezen van de eene dispersie-
kromme boven de andere me vooralsnog willekeurig schijnt,
heb ik in het volgende naast den waargenomen brekings-
index zoowel de golflengte, berekend uit de formule van
rubens, als die berekend uil de formule van langley,
opgegeven.

De dispersie-formule zooals ze door beide waarnemers is
gegeven, heeft den vorm:

2 1.2 M. M
n^ =: V - ----ï—

2 2 2 2\'
[Z — fJ,l — (X

De waarden der constanten hierin zijn volgens rubens:
b\' = 5.1790 1) = 0.01621 = 3149.3
m, = 0.018496 mj = 8977.0.
terwijl langley opgeeft:

b\' = 5-174714 = 0.015841 = 3145-695
m, = 0.0183744 M, = 8949.520.

Zie noot blz. 69.
*

HOOFDSTUK IV.

WAARNEMINGEN EN UITKOMSTEN.

Algemeene Opmerkingen.

Voor het voornaamste onderdeel van mijn onderzoek was
het gewenscht de gevoeligheid der opstelling zoo groot
mogelijk te kiezen. Immers het gold de opsporing van
spectraallijnen waarvan het bestaan werd ontkend. Daarom
besloot ik de door mij geconstrueerde thermozuil onder de
gunstigste omstandigheden aan te wenden, door de volle
breedte der soldeerplaatsen aan de straling bloot te stellen.
Wel zouden daardoor niet alle détails van het spectrum tot
hun recht komen, daar nu gelijktijdig ook naburige stralen-
soorten de thermozuil kunnen treffen, maar de spectra der
alcaliën zijn weinig samengesteld, zoodat dit nadeel niet
zwaar was te tellen. Het voornaamste bezwaar van een
spectraal-onderzoek met een vrij breede spleet is daarin
gelegen, dat de bepaling der juiste plaats die een lijn in
het spectrum inneemt moeilijk wordt. Een emissielijn zal
bij verschillende standen van het prisma de thermozuil
kunnen treffen, en hoe breeder de collimatorspleet is en de
spleet voor de thermozuil, des te bezwaarlijker wordt de
beoordeeling bij welken stand van het prisma de maximale
straling op de zuil invalt. Bij mijn methode van registreeren
wordt dit bezwaar echter opgeheven. Zooals op blz. 37 is
beschreven, wordt een spectraallijn door hoogstens 6 punten
aangeduid, daar gedurende 6 achtereenvolgende verzettingen
van den spectrometer dezelfde stralensoort de thermozuil kan
treffen. Maar nu is uit de onderlinge ligging dezer 6 punten

44

de plaats van maximale stralings-intensiteit op het gegeven
spectrogram af te lezen met een nauw^keurigheid van Vio
van een verzetting.

De onzekerheid in de aflezing is kleiner dan de onzeker-
heid die overblijft ten aanzien van de plaats der beschouwde
lijn in het spectrum; de omstandigheden toch waaronder
verschillende spectrogrammen van eenzelfde stralingsbron
worden opgenomen zijn niet volkomen gelijk. Door een
aantal spectrogrammen van de kwikbooglamp, op zeer uit-
eenloopende tijden ontstaan, met elkaar te vergelijken, heb
ik voor de middelbare fout van een plaatsbepaling gevonden
ongeveer 2/10 van een verzetting (overeenkomende met een
hoekdraaiing van het prisma van 5").

Daar één verzetting overeenkomt met 2/5 van de breedte
van de thermozuil bedraagt de onzekerheid in de plaats-
bepaling slechts 2/25 van de breedte der thermozuil.

De Emissie der Alcaliën.

De alcahën werden in den lichtboog vervluchtigd, en zoo
tot emitteer en gebracht. Daarbij werd de gebruikelijke
methode gevolgd, de kolen te doorboren en met fijnge-
poederde metaalzouten te vullen.

De lichtboog zelf geeft een zeer samengesteld banden-
spectrum, dat zich ver in het ultra-rood uitstrekt. Deze
banden lossen zich in tallooze fijne lijnen op. Voor het
onderzoek van een dergelijk spectrum is, de thermozuil, en
evenzeer elk ander instrument dat ultra-roode straling ten-
gevolge van hare warmtewerking aantoont, ten eenenmale
ongeschikt. Zoo smal kan het gevoelige deel niet worden
gekozen, of meerdere lijnen treffen het gelijktijdig. Een
onderzoek volgens deze methode levert dus slechts een ruw
overzicht van de verdeeling der energie, voor den lichtboog
een zeer samengestelde kromme. In tegenstelling met wat
COBLENTZ beweert \'), dat n, 1. de koolzuur-emissie-band

*) Zie bldz. 18.

45

bekend uit het warmtespectrum van een gasvlam in het
boogspectrum niet optreden zou, bleek deze band altijd
ontwijfelbaar aanwezig te zijn, en hare intensiteit zelfs die
op de andere plaatsen in het ultra-roode gebied te overtreffen.
Daartegenover was het zwakkere C02-maximum, dat in het
vlamspectrum bij 2.7 ^ optreedt, niet of nauwelijks waar-
neembaar.

Dit ingewikkelde bandenspectrum bemoeilijkt echter in
geenen deele het onderzoek van de metalen, die in den
lichtboog worden vervluchtigd. Zooals reeds door SNOW i)
is opgemerkt, treedt het tegenover de metaallijnen geheel
op den achtergrond, en wordt zelfs onwaarneembaar wan-
neer de metaal-rijkdom van den boog voldoende is. Het
koolzuur-maximum bij 4.44 fx blijft echter slechts weinig
verzwakt bestaan.

De groote moeilijkheid die, wat het warmte-spectrum
betreft, het onderzoek van de alcaUën in den lichtboog
met zich brengt is de voortdurende verandering in stralings-
intensiteit van de warmtebron. Bij den gewonen lichtboog is
deze veranderlijkheid reeds hinderlijk, maar zeer bezwaarlijk
kan ze worden wanneer de boog gevormd wordt tusschen
kolen die met een metaalzout zijn gevuld. Om uit intensi-
teits-metingen in de buurt van het stralings-maximum de
juiste plaats van dat maximum te kunnen afleiden, is het
een vereischte dat gedurende de verschillende metingen de
straling van de warmtebron constant was. Is deze gedurende
opvolgende waarnemingen veranderlijk geweest, dan is een
gevolgtrekking omtrent de plaats van het maximum uit de
verhouding der intensiteiten van weinig waarde. ,

Bijzondere voorzorgen zijn daarom noodig om de emissie
van den boog zoo constant mogelijk te houden, en gedurende
de waarneming moet beoordeeld kunnen worden, óf verande-
ring optreedt en tot welk bedrag. Ik meen dat het zijn
nut kan hebben, eenigszins uitvoerig de bereiding der kolen
en de reguleering van den lichtboog te beschrijven.

\') b. w. snow. W. Ann. 47, 243, 1892.

46

Na onderzoek van verschillende fabrikaten werd de keuze
bepaald op kolen van zeer zuivere en homogene samenstelling,
door de firma siemens & co- te Charlottenburg speciaal
voor spectraal-analytische doeleinden vervaardigd. De kolen,
van 14 m.M. dikte, werden op lengte van 8 c.M. afgezaagd,
en voorzien met een centrische boring van 4V2 m.M. diameter.
De vulling bestaat niet uit zout alleen, dat in den boog te
snel en daardoor onregelmatig verdampt, maar uit een
mengsel van het zout en koolpoeder. Van de verschillende
metaalzouten bleken de chlorideri het beste te voldoen. De
zouten zijn afkomstig van de firma kahlbaum te Berlijn,
en betrekkelijk zuiver; ze werden uitgegloeid en fijnge-
wreven, en dan met koolpoeder dat door vijlen van een
koolstaaf was verkregen vermengd.

Om den metaalrijkdom van den boog constant te houden,
is het noodig dat het mengsel homogeen, en de vastheid
van de kern gelijkmatig is. De verhouding van zout tot
koolpoeder heeft grooten invloed op den aard van het spec-
trum. De lijnen voorbij i zijn moeilijk op te merken wan-
neer het zout niet zeer overvloedig in den boog aanwezig
is. In dit gedeelte van het spectrum is de continue emissie
der gloeiende deeltjes in den boog het sterkst, en moeten de
niet zeer sterke emissie-lijnen dus op dezen achtergrond
waarneembaar gemaakt worden. Daartegenover maakt een
te groot zoutgehalte van de kern den boog onrustig; de
gunstigste verhouding moet voor ieder metaal proefonder-
vindelijk worden bepaald. Het is me niettegenstaande her-
haalde pogingen niet gelukt, een rustigên boog met Li te
verkrijgen. Li Cl is sterk hygroscopisch, maar hiervan
ondervond ik geen bezwaar, daar voor dit zout het mengen
en het vullen der kolen bij hooge temperatuur geschiedde.
Ieder zout gedraagt zich in den lichtboog verschillend, en
ik weet er geen verklaring van te geven, waarom de vier
andere alcali-metalen gunstige resultaten gaven, Li daaren-
tegen nietf Evenzeer hebben mijn plannen, de alcalische
aarden te onderzoeken, schipbreuk geleden. Met Sr waren
nog metingen mogelijk, maar Ba en Ca in den lichtboog

47

gebracht maken dezen zoo onrustig, dat geen waarnemingen
waren te verrichten die vertrouwen verdienen.

De kolen werden verticaal boven elkaar in een lamp
bevestigd; alleen de onderste positieve kool was van een
zoutkern voorzien. De lengte van den boog moest met de
hand geregeld worden en bedroeg steeds ongeveer 8 m.M.
De boog werd met voorschakeling van een gloeilampen-
weerstand van ± 25 H gevoed uit het stedelijk electriciteits-
net, waarvan de spanning gedurende den nacht vrij constant
225 volt bleef. Verreweg het grootste gedeelte der energie
werd door den voorweerstand opgenomen, maar hierdoor
werd bereikt, dat variaties in de tegenspanning slechts
geringen invloed op de stroomsterkte hadden, wat in hooge
mate de rustigheid van den boog bevorderde.

De stralings-intensiteit van den lichtboog waarin zouten
worden vervluchtigd wordt voornamelijk bepaald door de
spanning aan de kolen. Wanneer de boog tusschen zout-
vrije kolen gevormd en op de gebruikelijke lengte gebracht
werd, bedroeg deze spanning omstreeks 90 volt; maar was
de onderste kool met een zoutkern voorzien, en werd deze
tot de positieve gekozen, dan was ze aanmerkelijk minder,
35, 30, zelfs 25 volt, verschillend voor de verschillende
metalen, en des te geringer naarmate de metaal-rijkdom
van den boog grooter was. De spanning aan de kolen werd
op een precisie-voltmeter afgelezen, en alleen dan kon een
lichtboog als een geschikt waarnemings-object worden be-
schouwd, als de aanwijzing van den voltmeter, gedurende
het verbranden der kolen vrij constant bleef, en verande-
ringen daarin een geleidelijk verloop hadden. De verschil-
lende metingen volgden elkaar zoo snel op, dat een lang-
zame verandering der stralings-intensiteit van weinig invloed
was op de plaatsbepaling van een stralingsmaximum.

Opdat veranderingen in de spanning direct zouden worden
opgemerkt, en ook om gelijke plaatsen in verschillende
spectrogrammen bij verschillende stralings-intensiteit van
den boog opgenomen onderling te kunnen vergelijken, werd
gedurende de waarneming bij elke geregistreerde uitwijking

48

van den galvanometer de aanwijzing van den voltmeter
genoteerd.

De lichtboog vertoont onder de bovengenoemde omstan-
digheden een zeer eigenaardig uiterlijk. Uit de boring van
de positieve kool stijgt een zich naar boven verbreedende
zeer sterk gekleurde lichtzuil op, die het uiteinde der nega-
tieve kool schijnt te omhullen en slechts in één punt aan
te raken. Dat ééne punt is sterk lichtend en in voortdu-
rende beweging. Waar het zich bevindt wordt de kool
afgevreten. Bij een juiste stelling der kolen zal de nega-
tieve een afgestompten vorm vertoonen, met gewoonlijk een
kleine kratervorming. De positieve kool brandt eveneens
geheel symmetrisch op, wordt lichtelijk toegespitst en krijgt
een zijde-achtige kraag. De kool zelf blijft (betrekkelijk)
koud; alleen de rand van den met zout gevulden krater is
sterk lichtgevend. Het licht van den boog uitgaande is
echter verre overheerschend. De boog brandt buitengewoon
rustig, de twee even dikke kolen verteren even snel.

Het vergroote beeld van den boog werd door een metaal-
spiegel gevormd op de schuif van het waterscherm, dat vóór
de spleet van den spectrometer was opgesteld. De afstand
der kolen en de juiste plaats van het beeld werd na iedere
expositie van de thermozuil gecorftroleerd, en zoo noodig
iets gewijzigd. Deze instelling kon niet aan onbekwame
handen worden toevertrouwd. Mijn vriend F. L. BERGANSIUS
heeft met groote welwillendheid gedurende de vele nach-
telijke onderzoekingen dit zeer inspannend onderdeel der
waarneming op zich genomen.

De teekeningen op plaat 3, 4, 5 en 6 geven de emissie-spectra
der vier onderzochte metalen van de alcaliën-groep weer_
Zij zijn ontworpen aan de hand van een groot aantal spectro-
grammen (8 a 10 voor ieder metaal), en daarbij werd de
intensiteit der verschillende lijnen zoo goed mogelijk op
gelijke totale stralings-sterkte van den lichtboog gereduceerd.
Juist omdat deze voortdurend aan geleidelijke verandering
onderhevig was, moet een gemiddelde uit verschillende
waarnemingsreeksen meer vertrouwen verdienen, dan een

49

teekening aan een enkel spectrogram, zij het dan met vol-
komen correctheid, ontleend.

In het netwerk waarop de teekeningen zijn ontworpen geven
de verticale lijnen die plaatsen in het spectrum aan, welke
telkens lo «verzettingen» verder van het koolzuurmaximum
der Bunsensche vlam zijn verwijderd, wat in het spectrum
overeenkomt met afstanden van lo X 2 X 24."5 — 8\'10".
De aan de vier teekeningen gemeenschappelijke laatste
verheffing der intensiteits-kromme heeft haar oorsprong in de
koolzuur-emissie van den lichtboog, waarvan het maximum
bij iets grooter golflengte ligt, dan dat der Bunsensche vlam.
De cijfers onderaan de teekeningen geven de brekings-
indices n en de golflengten ^ aan. De horizontale lijnen in
het netwerk hebben betrekking op de intensiteit der straling,
de daarnaast geplaatste cijfers geven de uitwijking van den
galvanometer gemeten op den registreer-trommel in milli-
meters weer. Voor verschillende spectraallijnen met zeer
groote intensiteit i) heb ik het gedeelte, dat buiten het
netwerk zou vallen, op tienmaal verkleinde schaal geteekend.

Dat de onderzochte metaalzouten geenszins physisch zuiver
zijn te noemen, blijkt reeds uit de aanwezigheid in alle
spectra 2) van de D lijn van Na (n = 1.54429). Deze onzui-
verheid maakt een groote omzichtigheid in het beoordeelen
der spectra noodzakelijk, maar door te letten op de onderlinge
intensiteitsverhouding der spectraallijnen van het metaal,
waarvan men vermoedt dat het als verontreiniging aanwezig
is, kan uitsluitsel worden verkregen of een waargenomen
maximum hieraan, dan wel werkelijk aan het onderzochte
metaal moet worden toegeschreven.

Ik laat nu de tabellen volgen van de waargenomen maxima
in de intensiteitskrommen. Voorzoover het eerste gedeelte
van het ultra-roode spectrum betreft komen daarin bekende

\') Voor het registreeren dezer intensieve lijnen zie blz. 36.
\') In den noi-malen lichtboog was de D lijn (voor de thermozuil) bijna on-
waarneembaar.

50

lijnen en dubbel-lijnen voor, waarvan grootendeels de golf-
lengten met nauwkeurigheid bekend zijn. \') Het is niet zoo-
zeer volledigheidshalve dat ik ze vermeld en heb geteekend,
als wel omdat in dit gedeelte zeer sterke lijnen voorkomen die,
wanneer zij als verontreiniging voorkomen, een oordeel kunnen
geven over den graad van onzuiverheid der onderzochte
stoffen, en zoo de schifting in het verdere gebied motiveeren.

In de tabellen geeft de eerste kolom den gemeten afstand
A van de lijn (eventueel het zwaartepunt van een lijnenpaar)
tot aan het koolzuur-maximum van de Bunsensche vlam,
welke afstand is uitgedrukt in «verzettingen van den spectro-
meter». In de tweede kolom volgt de brekingsindex n
van steenzout bij 20° voor die stralensoort, in de derde en
vierde de volgens de dispersie-formule van LANGLEY resp.
RUBENS berekende golflengte A, terwijl in de vijfde de
(globale) waarde der intensiteit I van de lijn in millimeters
uitwijking wordt opgegeven. De tusschen haken geplaatste
getallen hebben betrekking op verontreiniging door het in
de laatste kolom vermelde metaal.

Het blijkt dat behalve Na ook K als verontreiniging in
de verschillende spectra optreedt, terwijl Cs-lijnen in het
Rb-spectrum duidelijk waarneembaar voorkomen.

Van.de lijnen die met een * zijn\'gemerkt was de plaats-
bepaling onzeker; op het eene spectrogram kwamen ze vrij
scherp, op een ander minder duidelijk te voorschijn, óf wel
ze openbaarden zich slechts als een uitbuiging in een ver-
heffing van de intensiteits-kromme. In het algemeen blijkt
voor de zwakkere verheffingen van de \'intensiteits-kromme
(zooals voor die, welke door verontreinigingen werden
veroorzaakt) de plaatsbepaling niet dien graad van
nauwkeurigheid te bezitten, welke bij het onderzoek van
andere warmtebronnen te bereiken was. De niet te ver-
mijden veranderlijkheid van den lichtboog is daarvan de
oorzaak. Wat echter de lijnen van grooter intensiteit be-
treft, waarvan er voorbij i (j^ tot golflengten van 4 ^ toe

\') h. lehmann. D. Ann. 5, 633, 1901.

51

NATRIUM.

52

KALIUM.

53

RUBIDIUM.

54

CAESIUM.

55

verscheidene werden gevonden, was de overeenkomst tus-
schen de verschillende metingen zeer bevredigend. Intus-
schen heb ik de cijfers in de voorafgaande tabellen ook
waar het verontreinigingslijnen gold, wier plaats in het
spectrum uit andere waarnemingen dus nauwkeurig bekend
was, gegeven zooals ik ze door middeling van de afgelezen
afstanden verkreeg. Niet alle zeer sterke lijnen van een
metaal dat zich ontwijfelbaar als verontreiniging manifesteert,
zijn waar te nemen. De niet aanwezige zijn dan verscholen
onder een (tengevolge daarvan iets verbreede) hooge ver-
heffing der kromme. Zoo komt in het Rb-spectrum de lijn
1.17 ^ van K voor, en is de sterkste met een golflengte
0.786 fj, niet als afzonderlijke lijn waargenomen omdat ze
daartoe te dicht bij de zeer sterke Rb-lijn 0.779

Zeer zeker nü^ aan een gewone verontreiniging toe te
schrijven is de lijn met een golflengte van vrijwel i micron,
die aan het spectrum van Rb en Cs gemeenschappelijk is.
Deze lijn is bij Cs het sterkst, maar ofschoon het onder-
zochte Rb zeer duidelijke verontreiniging met Cs vertoonde,
kan deze lijn in het Rb-spectrum niet aan Cs toegeschreven
worden, daar de zooveel sterkere Cs-lijnen 0.85 f^ en 0.89 fjt,
met veel zwakkere intensiteit bij Rb optreden. Misschien
wijst deze lijn op een gemeenschappelijke onbekende veront-
reiniging, of wel bezitten beide metalen een lijn waafvan de
golflengte bijna dezelfde is. Het hooge dubbele maximum
dat tusschen 1.3 en 1.5 ^ gelegen eveneens in beide spectra
voorkomt, toont een dergelijk bijna samenvallen van lijnen.
Ontwijfelbaar liggen echter de lijnen van Rb iets verder
van elkaar, en omsluiten ze de twee Cs-lijnen.

Eigenaardig is verder de vrij zwakke maar scherp be-
grensde lijn die in de vier spectra op bijna dezelfde (maar
zeker verschillende) plaats bij ongeveer 4 voorkomt. Zooals
reeds werd opgemerkt heeft de laatste verheffing van de
kromme haar oorsprong in de emissie van het CO2, het
verbrandingsproduct van den lichtboog.

De lijnen uit het eerste deel van het ultra-roode spectrum
zijn uit photographische spectraal-opnamen door lehmann

56

nauwkeurig uitgemeten. De door hem opgegeven golf-
lengten, voor Na 0.8 i8g, voor K 0.7685, voor Rb 0.7406,
0.7806 en 0.7950 stemmen zeer bevredigend met de door
mij gevonden waarden overeen; en ook de 9 lijnen van Cs
door hem gemeten zijn, wanneer met hare intensiteiten
rekening wordt gehouden, in de waargenomen maxima terug
te vinden.

Het spectru7n van Kwik.

Voor het onderzoek van het ultra-roode kwik-spectrum
werd een kwikbooglamp naar het model van LUMMER i)
geconstrueerd, maar nu gesloten door een steenzout-plaat.
Bij de toepassing van deze lamp vreesde ik bezwaar te zullen
ondervinden van de condensatie van kwik op het steenzout-
venster, die de straling van den kwikboog gedeeltelijk zou
onderscheppen en oorzaak kon worden van veranderlijkheid
der te meten stralings-intensiteit. Om deze condensatie te
beperken werd de afstand tusschen de steenzout-plaat en
de koelruimte vrij groot (8 c.M.) gekozen. Intusschen is bij
het gebruiken van de lamp gebleken dat de condensatie
hoofdzakelijk plaats heeft op den cilindrischen glaswand, en
zich eerst na ettelijke uren een flaüw waas op het steenzout
afzet, dat dan met het kwik uit de lamp gemakkelijk is weg
te spoelen.

De kwik-booglamp werd met voorschakeling van een
grooten weerstand gevoed uit het stedelijk electriciteitsnet,
en brandde met 7 ampère bij 25 volt uren achtereen, zonder
eenige verzorging te behoeven. Het spectrum kon dan ook
geregistreerd worden zonder dat ik in het vertrek van
waarneming aanwezig behoefde te zijn, welke omstandigheid
de opname van het spectrum zeer ten goede kwam. Op
Plaat 2 is een spectrogram van de kwik-booglamp photo-
graphisch gereproduceerd; het werd gedurende een bijzonder
rustigen nacht opgenomen. De eerste twee verheffingen der

\') o, lummer, Ztschr. für Instr, 21, 20 x, 1901.

57

intensiteits-kromme worden veroorzaakt door lijnen in het
zichtbare spectrum, n.1. de groene en de gele kwik-lijnen;
de verheffingen in het verdere gebied geven ultra-roode
lijnen. De teekening op Plaat 7 is op de vroeger beschreven
wijze uit dit spectrogram ontstaan; daarbij zijn de punten
ter verduidelijking door rechte lijnen verbonden. Uit deze
teekening blijkt wel, hoe de plaats in het spectrum door de
ideaal smalle lijn ingenomen, met nauwkeurigheid zal kunnen
worden afgeleid uit de onderlinge ligging der stippen, ook al
heeft voor het onderzoek een betrekkelijk breede spleet en
een even breede thermozuil gediend. Op blz. 44 is reeds
vermeld, welke graad van nauwkeurigheid van de metingen
bij het onderzoek van een dergelijke constante warmtebron
met mijne opstelling was te bereiken.

In de tabel wordt van de verschillende lijnen brekingsindex
golflengte en intensiteit vermeld, zooals deze uit een groot
aantal waarnemingen zijn afgeleid. Ofschoon meermalen
het spectrum tot golflengten van 10 (j, werd onderzocht, is
voorbij 1.7 fx geen emissie meer waargenomen.

KWIK.

58

De Absorptie door de atmospherische lucht.

Met de bedoeling, de absorptie der atmospherische lucht
te leeren kennen werd een aantal warmtebronnen onderzocht,
terwijl de stralen óf haar weg door de kamerlucht alleen
hadden te nemen, óf wel door lucht met een verhoogd gehalte
aan waterdamp en koolzuur. Later hoop ik nader op dit
onderdeel van mijn onderzoek te kunnen terugkomen. Als
type der emissie-krommen is op Plaat 2 een spectrogram
van de Nernstlamp gereproduceerd en op Plaat 8 de hiernaar
ontworpen teekening. De verschillende absorptiebanden van.
de atmospherische lucht, tengevolge van haar gehalte aan
waterdamp en koolzuur, zijn duidelijk te onderkennen. Bij
de opname van dit spectrogram was op den weg der stralen
geen ander absorbeerend medium dan de gewone kamerlucht.
Ds onderbrekingen der kromme, zijn het gevolg van het
aanbrengen en weder wegnemen van drie diaphragma\'s, die,
voor den spiegel S (Plaat i) geplaatst, de totale stralings-
intensiteit van de warmtebron in - een bekende verhouding
reduceerden.

Van de kleinste in den handel verkrijgbare soort (95 volt, 0.25 ampère.)

HOOFDSTUK V.

DE ULTRA-ROODE LIJNEN DER ALCALIËN
EN DE SPECTRAALREEKSEN.

Het lag voor de hand te beproeven of de verschillende
ultra-roode lijnen der alcaliën in de bekende spectraalreeksen
zouden zijn onder te brengen.

Een onderzoek dienaangaande heeft me geleerd, dat terwijl
verscheiden lijnen ongetwijfeld een plaats in de reeksen
toekomt, er vele overblijven, voor welke dit niet het geval
is; dat bij het verkiezen van de eene reeksen-formule boven
de andere willekeur niet is uitgesloten en de extrapolatie in ver-
schillende formules tot afwijkende gevolgtrekkingen omtrent
de golflengten van ultra-roode lijnen aanleiding kan geven, en
dat ook bij vooropstelling van een bepaalde spectraal-formule
de nauwkeurigheid, waarmede veelal de voorspelde golflengten
opgegeven worden, denkbeeldig is. Onze kennis betreffende
het wezen der lichtemissie is te gering, en de nauwkeurigheid
waarmede de golflengte-bepalingen zijn verricht onvoldoende,
om vooralsnog het verband, dat ongetwijfeld tusschen de
trillingsperioden van den emitteerenden damp bestaat, door
een formule weer te geven, die voorspellingen van onbekende
trillingsperioden wettigt. \'

Ik zal kortelijks nagaan, welke ultra-roode lijnen een
plaats in de reeksen innemen, en op welke bezwaren men
in het algemeen bij het «voorspellen» van lijnen stuit.

Het formulair verband tusschen de golflengten der spec-
traal-lijnen voor de verschillende alcali-metalen is opgemerkt
door KAYSER & RUNGE. Zij verdeelen de lijnen van een-
zelfde metaal in reeksen, die ter onderscheiding de namen

6o

hoofdserie, eerste en tweede nevenserie ontvingen. Het
verband tusschen de golflengten van de lijnen eener zelfde
reeks kan dan worden uitgedrukt door een formule, waaraan
zij den vorm geven:

b c

V = A —

m\'

Hierin is v het trillingsgetal, en zijn A, B en C constanten.
Zijn van een zekere serie eenmaal de constanten A, B en C
bekend, dan geeft deze formule de trillingsgetallen en dus
de golflengten van de verschillende lijnen der serie, door
daarin m de rij der geheele getallen te doen doorloopen.
Een laag ordegetal geeft een klein trillingsgetal, dus een
groote golflengte; waar nu bij menige reeks voor het orde-
getal van de waargenomen lijn met de grootste golflengte
3, 4 of zelfs 5 moet worden genomen, blijven dus plaatsen
open en kunnen lijnen «voorspeld» worden, welken een
lager ordegetal zou toekomen, en die dan in het ultra-roode
gebied zouden liggen.

De formules van kayser & runge zijn geheel empirisch.
Door verschillende physici zijn andere formules aangegeven,
die een nog betere aansluiting tusschen waarneming en
berekening zouden opleveren, en ook zijn pogingen aange-
wend om, van zekere praemissen omtrent den aard en de
samenstelling van een gloeienden damp uitgaande, een ver-
band af te leiden tusschen de perioden der uitgezonden
trillingen en zoo een reeksen-formule op te stellen, die op
physischen ondergrond zou steunen.

Met eenig succes is in deze richting gezocht door
ritz. 1)

Ritz laat de emissie van het lichtende gas uitgaan van
twee-dimensionale deeltjes, die in trilling zijn. Door verder
een zeer bijzondere werking aan te nemen, die deze deeltjes

\') w. ritz,-\' D. Ann. 12, 264, 1903. Prof. h. kayser uit Bonn, die bij
gelegenheid van een bezoek aan Utrecht ook van mijn opstelling en resultaten
kennis nam, vestigde mijn aandacht in het bijzonder op dezen arbeid.

6i

op elkaar uitoefenen, weet RITZ een formule af te leiden,
die hij voor de drie serieën den vorm geeft:

hoofdserie

__n____n___

~ [n a hIn\'Y [1.5 a\' h\'l{i.5YY ^ " 3, 4.....

eerste nevenserie

_ n___n _

""" [2 a b/2^]^ [m c dlm\'Y m _ 3, 4, 5.....

tweede nevenserie

_N___N___

[2 a b/2^]^ [m a\' b7( 1.5)7 ^ - 1.5, 2.5,...

Hierin is weer v het trillingsgetal, N een universeele con-
stante, ontleend aan de Balmersche waterstof-formule, en
zijn de constanten a, b, a\', b\', c en d voor ieder metaal te
bepalen, i)

Afgezien van de beteekenis der ph3^sische afleiding, die
verschillende waardeering kan vinden, maar voor mij slechts
uiterst geringe waarde heeft, zijn deze formules boven die
van kayser & runge te verkiezen. Met minder constanten
geven ze een aanmerkelijk betere aansluiting tusschen be-
rekening en waarneming.

Ritz heeft de constanten bepaald voor de hoofdserieën
en de tweede nevenserieën der vijf alcali-metalen. In de
hoofdserieën is het laagste ordegetal n = 2 en geeft dan
de grondlijn, die volgens riïz tevens de grondlijn van de
tweede nevenserie moet zijn, en als zoodanig het ordegetal
m = 1.5 bezit. Deze zeer intense lijnen liggen voor de
verschillende metalen óf aan het einde van het zichtbare
spectrum, óf in het eerste deel van het ultra-rood. De hoofd-
serieën verloopen verder geheel in het zichtbare en ultra-
violette spectrum; voor de tweede nevenserieën is dit even-
eens het geval voor m = 3.5 en grooter en voor m = 1.5;

\') De spectraallijnen der alcaliën zijn dubbellijnen. Door voor de constante a
twee waarden a, en a.^ in te voeren, berekent men de twee componenten van
het lijnenpaar.

62

m = 2.5 daarentegen geeft ultra-roode lijnen, i) Volgens de
gegevens van ritz berekend zijn het de volgende dubbellijnen:
Na m = 2.5 [x — 1.138 en ^^ = 1.140
K m = 2.5 ^ = 1.24 en fx — 1.25
Rb m = 2.5 fj, = 1.32 en ^ = 1.37
Cs m = 2.5 ^ = 1.36 en ^^ = 1.47

De berekening dezer golflengten levert meer decimalen
op dan ik heb opgegeven; ze te vermelden heeft echter
geen zin. Deze «voorspelde» golflengten vertoonen met die
van de door mij in hoofdstuk IV vermelde lijnen voldoende
overeenkomst, om de lijnen een plaats in de tweede neven-
serieën toe te kennen.

Voor de eerste nevenserieën geeft het berekenen der
constanten en het «voorspellen» van ultra-roode lijnen eigen-
aardige bezwaren. De ordegetallen die de berekening voor
de bekende lijnen oplevert zijn vrij hoog, hierdoor wordt de
extrapolatie voor de kleine ordegetallen zeer onzeker. Alleen
voor K is door ritz de eerste nevenserie berekend. ritz
geeft op, dat voor de eerste nevenserieën de formule slechts
beteekenis heeft voor de ordegetallen m = 3, 4 en hooger.
Voor deze beperking is niet de geringste grond aan te
voeren; integendeel geeft de berekening bij Na voor m = 2
een golflengte die zeer bevredigend overeenkomt met die
van de zeer sterke ultra-roode dubbellijn 0.818 en 0.8192).

\') Deze zonderlinge opvolging der lijnen vindt haar oorzaak in het door ritz
vooropgestelde feit, dat negatieve waarden van het trillingsgetal evenzeer als de
positieve als reëel moeten worden beschouwd. De ongewone opvolging der orde-
getallen gaat gepaard met een onaannemelijke rangschikking der componenten
van de lijnenparen.

Tot de eerste nevenserie van Na behooren volgens de opgaven en de
metingen van kayser & runge de lijnen: 5688.26 (0.15), 4983.53 (0.2),
4669.4 (0.5), en 4498.9 (i.o). Van de dubbellijnen zijn de componenten met
de grootste golflengte gekozen; de golflengten zijn hier in Angströmsche eenheden
vermeld, de getallen tusschen ( ) geven de waarschijnlijke fout der w^aameming.
c— 0.985 d= 0.024 geeft voor de grens 1* = 24472.1 (m=CO)de
volgende golflengten:

m:i=6 Al —4498.4 m = 3 At = 5688.45

m = 5 = 4669.3 m=2 jtt=:8i86 (en voor de

m ^ 4 yti = 4983.5 tweede component [i = 8175.)

63

Om de willekeur bij het voorspellen van lijnen in het
licht te stellen, zal ik eenigszins uitvoerig bij de eerste
nevenserie van K stilstaan, waarvoor ter vergelijking de
berekeningen van ritz ten dienste staan.

Daartoe behooren de vier volgende door kayser & runge
uitgemeten lijnen 5812.54 (0.05), 5343-35 {0-15). 5097-75 (0.20)
en 4952.2 (i.o); (zie noot op vorige blz.). ritz bepaalt uit de
eerste en tweede lijn de constanten c = —0.2828, d= 1.26
en vindt dan voor de derde en de vierde lijn de afwijkingen
tusschen berekening en waarneming 0.24 en i.oo
De aansluiting is dus zeer bevredigend te noemen. Dezen
vier lijnen komen de ordegetallen 5, 6, 7 en 8 toe. Extra-
polatie voor m = 4, 3 en 2 levert de golflengten 6940, 11640
en 22060 op. Bereken ik echter de constanten uit alle vier
lijnen, met toepassing van de methode der kleinste quadraten
dan wordt c=—0.2811 end = 1.40. De aansluiting
voor de vier lijnen waarvan is uitgegaan is even zoo goed
als bij toepassing van de constanten door ritz gegeven;
de afwijking tusschen berekening en waarneming wordt n. 1.
o.i; — 0.4; — 0.22 en 0.65. De extrapolatie voor m =
4, 3 en 2 geeft nu echter de golflengten: 6930, 11500
en 26500.

Terwijl de door mij gevolgde methode om de constanten
c en d te berekenen evenzeer goed recht heeft als die van
ritz, en voor de lijnen in het zichtbare spectrum een even
goede aansluiting verzekert, blijken de op beide wijzen
geëxtrapoleerde golflengten zeer aanmerkelijk van elkaar
af te wijken. Hierdoor is wel duidelijk hoe onzeker het
extrapoleeren is, ook al neemt men den vorm der spectraal-
formule als juist aan. De eenige gevolgtrekking, die voor
de eerste nevenserie van K is te maken, is, dat de door
mij vermelde lijn met golflengte 1.16 waarschijnlijk tot deze
reeks behoort. In hoeverre een der lijnen met grootere
golflengten de plaats m = 2 kan innemen, blijft twijfelachtig.

De onzekerheid in het bepalen der constanten, en als

\') De getallen door ritz 1. c. blz. 295 hiervoor opgegeven zijn foutief.

64

gevolg daarvan in het extrapoleeren, maakt bij Rb en Cs
het «voorspellen» van lijnen geheel onmogelijk.

De groote aantrekkelijkheid van de reeksen-formule door
RITZ gegeven, is wel het onderling verband der verschillende
serieën van een zelfde metaal. Dit heeft me er toe gebracht
te beproeven een vierde serie op te stellen, die dan de
verschillende lijnen welke niet in de andere serieën waren
onder te brengen zou omvatten en haar grens in het ultra-
roode gebied zou hebben. Ofschoon ik werkelijk een logisch
afgeleide reeks heb kunnen opstellen die verschillende lijnen
onderbracht, bleek me de willekeur bij de bepaling der
constanten, als gevolg van het niet met voldoende nauw-
keurigheid bekend zijn van de verschillende golflengten, te
groot, om waarde aan die reeks te mogen hechten, en zijn
alle pogingen in deze richting a priori te veroordeelen.

Nadat ik tot de overtuiging gekomen was, dat voor
verschillende ultra-roode lijnen geen plaats in het reeksen-
verband was aan te wijzen, en dat aan de nauwkeurigheid
der geëxtrapoleerde golflengten van de lijnen, waarvoor dit
wèl het geval was, weinig waarde moet worden toegekend,
verscheen in den laatsten tijd een verhandeling van mogen-
dorff over spectraalreeksen, welke mij in mijne meening
nog heeft versterkt. MogendoRFF gaat niet van eenige
physische afleiding uit maar stelt weer een geheel empirische
formule op, welke uiterlijk veel op die van RiTZ gelijkt, maar
waarbij tusschen de verschillende reeksen van eenzelfde
metaal minder verband bestaat. Zijn formules zijn evenmin
als die van RiTZ in staat alle ultra-roode lijnen te omvatten,
maar zijn overigens beslist boven deze te verkiezen. Terwijl
ze een zeker even nauwe aansluiting tusschen waargenomen
en berekende golflengte verzekeren, gelden ze voor de rij
der getallen van i af, is dus de ongemotiveerde beperking
van de ordegetallen verdwenen. Bovendien leveren stijgende
waarden van het ordegetal zonder uitzondering stijgende

\') E. E. MOGENDORFF. Spectraalreekseti. Diss. Amsterdam. Dec. 1906.

65

waarden van het trillingsgetal en behoeft dus niet aan een
negatief trillingsgetal beteekenis te worden toegekend.
De formule van ritz kan geschreven worden in den vorm:

^^ A___^^__

[m a b/m^
De door mogendorff voorgestelde formule luidt:

^^ — ———.
~ [m a blmj

In de reeksen van mogendorff is in de eerste en de tweede
nevenserieën voor m = i een plaats open. De geëxtrapo-
leerde golflengten vertoonen grootendeels weer voldoende
overeenstemming met die van de door mij opgegeven zeer
intense ultra-roode lijnen. Slechts voor de eerste nevenserie
van K en Cs bestaan aanmerkelijke afwijkingen. De oor-
zaak hiervan is hoogst waarschijnlijk gelegen in het feit,
dat voor deze twee reeksen de lijnen met ordegetal m = 2
eveneens in het ultra-rood zijn gelegen, dus met minder
nauwkeurigheid bekend zijn. Wat mogendorff l.c. blz. 62
omtrent de tweede nevenserie van Cs opmerkt, dat n.1. voor
m = I een lijn met onwaarneembaar groote golflengte
wordt berekend, moet op een vergissing berusten.

In onderstaande tabel zijn de volgens gegevens van
mogendorff berekende golflengten met ordegetal m = i
vereenigd.

Uit het voorafgaande blijkt dus, dat niet alleen een
aantal ultra-roode lijnen der alcaliën buiten het reeksen-

66

verband moet blijven, maar ook dat vooralsnog het «voor-
spellen» van ultra-roode lijnen in hooge mate onzeker is.
Het verband tusschen de waargenomen golflengten der
zichtbare alcali-lijnen wordt met voldoende nauwkeurigheid
weergegeven door spectraal-formules van verschillenden
vorm, die bij extrapolatie voor de langere golven aan-
merkelijke afwijkingen vertoonen; men kan aan de eene
spectraal-formule boven de andere de voorkeur geven, zoo-
lang verscheidenheid kan bestaan blijft een keuze wille-
keurig. Bovendien laat de bepaling der constanten,
wanneer de vorm der formule wordt vooropgesteld, een
ruime speling toe bij het berekenen der geëxtrapoleerde
golflengten.

Om onze kennis omtrent het numeriek verband, dat tus-
schen de trillingsperioden bestaat, op vasteren bodem over
te brengen moet alles worden verwacht: vooreerst van nauw-
keurige golflengte-metingen i) in het ultra-rood — immers
het zijn voornamelijk de grootere golflengten die een oor-
.deel over de juistheid van den vorm der spectraal-formule
en een nauwkeurige bepaling van haar constanten mogelijk
maken — en dan ook van onderzoekingen over de dragers
der licht-emissie. Deze onderzoekingen zullen de hypotheses
leveren, met behulp waarvan het ^vellicht mogelijk zal zijn
een spectraal-formule op te stellen die niet langer zuiver
empirisch is.

\') Om deze bepalingen in het prismatisch spectrum te kunnen veirichten,
is het noodzakelijk de dispersie van het prisma nauwkeurig te kennen. In een
Aanhangsel zal ik er op wijzen, dat de dispersie van steenzout niet nauw-
keurig bekend is. Bij mijn metingen betreffende de emissie der alcaliën, die
ik slechts als een «oriënteeringsarbeid» beschouw, was de onzekerheid in het
bepalen der golflengten tengevolge van de onbetrouwbaarheid der dispersie-
kromme zeker viermaal grooter, dan de onzekerheid veroorzaakt door de onver-
mijdelijke storende invloeden.

Aanhangsel.

DE DISPERSIE VAN STEENZOUT.

rubens 1) zoowel als langley 2) hebben bij de bepaling
van de dispersie-kromme van steenzout de formule van
ketteler 3) toegepast:

Ml M2

2 2 2 2
f/, — fZi — fZ

De methode van beider onderzoek was in hoofdzaak
dezelfde. Een buigings-spectrum wordt op de spleet van
een prisma-spectrometer ontworpen. De bundel, bestaande
uit stralensoorten waarvan de golflengte dus bekend is, wordt
door het steenzout prisma gebroken. Met behulp van x-adio-
meter of bolometer kan de richting van den uit het prisma
tredenden stralenbundel en daaruit de deviatie bepaald wor-
den; uit den brekenden hoek van het prisma en de deviatie
kan men dan den brekingsindex berekenen.

Beide waarnemers hebben daarna door berekening der
constanten b^ Mi, Mj, en de dispersie-kromme volgens
ketteler ZOO goed mogelijk aan hunne resultaten aange-
past. De numerieke waarden der constanten zijn op blz. 42
opgegeven.

Ook voor het zichtbare deel van het spectrum moet na-
tuurlijk overeenstemming bestaan tusschen waarneming en
berekening, maar de vorm der kromme in dit gebied is van

\') H. RUBENS. W. Ann. 60, 724, 1897.

s p. LANGLEY. Ann. Astroph. Obs. of the Smiths. Instit. I 1900.
\') E. KETTELER. W. Ann. 20, 299, 1887.

68

eenvoudigen aard, zoodat ze door een vergelijking met drie
constanten reeds vrij voldoende kan worden voorgesteld
Voor de lange golven echter bestaat tusschen brekingsindex
en golflengte een meer ingewikkeld functioneel verband.

A priori is het daarom mogelijk, van de bekende dispersie
voor het zichtbare spectrum uitgaande, uit twee reeksen van
onderling afwijkende waarnemingen in het ultra-roode ge-
bied twee stel verschillende waarden voor de constanten af
te leiden, die in de vooropgestelde dispersieformule gesub-
stitueerd, zoowel voor het zichtbare als voor het ultra-roode
gebied in beide gevallen een goede aansluiting met de
waarnemingen opleveren. Maar een goede aansluiting is
dan ook een vereischte, en tevens het eenige criterium ter
beoordeeling van de waarnemingsreeks. Blijkt ze onvoldoende
te zijn dan moet men besluiten, dat óf de waarnemingsreeks
weinig vertrouwen verdient, óf wel de formule van kettei.er
het verband tusschen brekingsindex en golflengte niet weer-
geeft, en een vierde term en dus meer constanten onmis-
baar zijn.

Ik laat nu de tabel volgen, zooals ze door langley i)
voor de langere golven wordt opgegeven. Hieruit kan men
zich een oordeel over de «aansluiting» vormen. Mijnerzijds
heb ik een kolom toegevoegd onder ^ — fj,\', welke waarden
ik uit \'de getallen onder n — n\' door graphische interpolatie
verkreeg.

Ik meen de uitspraak van langley te moeten betwisten,
waar hij zegt: «The small differences between the observed
and computed values of n are, it will be seen, of the same
order of magnitude as the probable error of the observa-
tions», en vooral met het oog op het geringe aantal variaties
in het teeken der afwijking, te mogen twijfelen aan zijn
slotsom: «Hence we may accept the formula given above
as representing correctly the dispersion of rock salt».\'

S. p. LANGLEY. I.e. pag. 262.

69

De getallen voor golflengte en brekingsindex van rubens
zijn in minder decimalen opgegeven, dan die van langley.
Dit bemoeilijkt een vergelijking van beider resultaten.

In tabel II zijn de waarnemingen van rubens \') vereenigd.
De getallen in de kolom onder «berekende n\'» heb ik uit
zijn dispersie formule in 5 decimalen berekend. Naast de
getallen van rubens heb ik ter vergelijking uit tabel I
die waarden vereenigd, welke op ongeveer gelijke golf-
lengten betrekking hebben.

Voor golflengten grooter dan 6.5 fx staan slechts de bepa-
lingen van rubens ter beschikking. In tabel II geven de
getallen onder «langley» voor de grootere golflengte den
brekingsindex, volgens de formule van langley berekend
bij de golflengte door rubens waargenomen. Daarbij is
de temperatuur-correctie 2) in acht genomen.

In tabel III wordt ten slotte het onderlinge verschil van
de dispersie-krommen van rubens en langley in het licht
gesteld. Voor denzelfden brekingsindex is daar telkens de
golflengte volgens de formule van langley en volgens
die van rubens opgegeven; deze waarden zijn, waar noodig,
op 20° gecorrigeerd. De brekingsindices zijn zoo gekozen,
dat ze betrekking hebben op de «verzettingen» van mijn
spectrometer. Tusschen twee opvolgende waarden van den
brekingsindex liggen telkens 10 verzettingen in.

i) ii. rubens. W. Ann. 6i, 224, 1897. Zie ook kayser, Handbuch der
Spectroscopie I, 371, 1900.

Uit vergelijking der twee gedeelten van tabel II blijkt, dat voor ge-
lijke golflengten rubens overal kleinere waarden van den brekingsindex opgeeft
dan langley. De oorzaak hiervan is de verschillende temperatuur, waarbij
de waarnemers het steenzout onderzochten. Voor de D lijn is het verschil tus-
schen de uit beide formules berekende brekingsindices 0.000226. langley
heeft bij zijn waarnemingen zorgvuldig de temperatuur van het steenzout be-
paald, en de door hem opgegeven getallen gelden voor 20° . Men kan de
resultaten van rubens geheel met die van langley vergelijkbaar maken, door
ze op 20° te corrigeeren, en daartoe zijn berekende en waargenomen brekings-
indices alle met 0.000226 te vermeerderen. Wat de dispersiefoimule betreft,
doet de invloed der temperatiuir zich alleen gelden op de waarde van de
constante b^

70

TABEL I.

71

^ Observations thus marked are unsatisfactory\', and were not employed in
the least square reduction.

Observations thus marked were weighted in consideration of their large
probable errors.

The two observations thus marked are taken from results of rubens and
Trowbridge, and were not used in the least square reductions.

*) Deze getallen worden door langley niet opgegeven.

**) Deze waarde wordt door rubens en Trowbridge opgegeven in
W.Ann. 60 pag. 733. In W.Ann. 61 pag. 224 komt echter een «Berichtigung»
voor, om deze dnikfout te herstellen. De waargenomen brekingsindex is 1.4627.
Maar ook de door langley berekende n\' is fout. Voor //= 13.96 geeft
langley\'s dispersie-formule n= 1.4635. Op deze zonderlinge toevalligheid
wordt reeds door martens gewezen.

De voor deze golflengte in de tabel opgegeven waarde van n—n\' wordt,
wanneer wij bovendien de temperatuur-correctie in acht nemen, — 0.000590.

72

TABEL II.

73

TABEL IIL

74

Het verloop van de grootheid fj,—uit tabel III is in
onderstaande teekening graphisch voorgesteld.