TOETSING VAN
DE QUANTENMECHANIKA VOOR
WATERSTOF DOOR ABSORPTIE
METINGEN IN DE BALMERREEKS,

^ vV ,

% t

toetsing van de quantenmechanica
voor waterstof door absorptie-metingen
in de balmerreeks.

toetsing van de quantenmechanica voor
waterstof door absorptie-metingen in
de balmerreeks.

TER VERKRIJGING VAN DEN GRAAD VAN
DOCTOR IN DE WIS- EN NATUURKUNDE
AAN DE RIJKSUNIVERSITEIT TE UTRECHT
OP GEZAG VAN DEN RECTOR-MAGNIFICUS
DR H. TH. OBBINK, HOOGLEERAAR IN DE
FACULTEIT VAN GODGELEERDHEID,
VOLGENS BESLUIT VAN DEN SENAAT
DER UNIVERSITEIT TEGEN DE BEDEN-
KINGEN VAN DE FACULTEIT DER WIS-
EN NATUURKUNDE TE VERDEDIGEN OP
MAANDAG 21 JANUARI 1929
DES NAMIDDAGS TE 4 UUR

vIBflfSPl ^ri

Bij het beëindigen van dit proefschrift gaan mijn
gedachten als vanzelf terug naar de moeilike beginjaren
^an mijn studie en gedenk ik met warme dankbaarheid
diegene^ die mij toen op zo onbaatzuchtige en tegelijk
^o krachtige wijze geholpen heeft

Het is mij verder een aangename taak^ U^ Hoog-
leraren der Wis- en Natuurkundige Fakulteit mijn op-
rechte dank te betuigen voor het genoten onderricht.

In het biezonder echter gaat mijn dank uit naar
U, Hooggeleerde Ornstein, Hooggeschatte Promotor^ onder
wiens onvergelijkelike leiding ik mij heb mogen bekwa-
men in de experimentele natuurkunde en dit proefschrift
ten einde brengen.

Het zou mij te ver voeren., allen persoonlik te
danken, die op direkte of indirekte wijze hebben bijge-
dragen tot het bereikte resultaat. Speciaal dank ik echter
(/, Zeergeleerde Burger, voor de jaren^ waarin ik als uw
assistent zo vaak met U in persoonlike aanraking kwam
en van Uw wetenschappelike ervaring mocht profiteren,
U, waarde Willemse, als de man, die altijd weer
in techniese moeilikheden uitkomst bracht, en de Heren
Campagne en Lindeman voor hun onvermoeide hulp bij
het uitmeten der fotogrammen.

.3. Principe van de meetmethode.
hoofdstuk II. De gebruikte ontladingsbuizen . . . .

3.nbsp;De stroomtoevoer. Verontreinigingen.
HOOFDSTUK III. De gebruikte spektraalapparaten . . .

3.nbsp;Andere hulpmiddelen.
hoofdstuk iv. De meting der intensiteiten niet een trap-
penrooster .......... .

1.nbsp;Tegenspraak tussen de oudere en de
nieuwere theorie van de fijnstruktuur
der termen.

sterkte, buislengte en druk.
HOOFDSTUK VI. Kwantitatieve absorptiemetingen aan Hq

pag-
11

HOOFDSTUK Vil. Toetsing van de theorie van Schrödinger^\'^\'
door absorptiemetingen aan de eerste leden
van de Balmerreeksnbsp;49

Ieder gas bezit een karakteristiek absorptie- en emissiespek-
trum. Beide vertonen grote overeenkomst, wat de golflengten
betreft.

Zowel de sterkte der emissie - als die der absorptielijnen is in
hoge mate afhankelik van de toestand, waarin het gas verkeert.
Als maat voor de sterkte van een emissielijn neemt men de
totale in deze lijn uitgezonden intensiteit. Is I de intensiteit voor
de frequentie tussen v en v -)- dv, dan is dus de sterkte van een
emissielijn fldv, geïntegreerd over het frequentiegebied, dat
tot de lijn te rekenen is.

Voor de sterkte van absorptielijnen gebruikt men een enkele
maal een gelijkluidende definitie, waarbij men dan onder I de
uit een kontinu spektrum geabsorbeerde energie te verstaan
heeft.

Deze definitie heeft alleen zin, zolang de absorptie klein is,
daar, indien men de werkzame laagdikte vergroot, de aldus gede-
finieerde sterkte van de absorptielijnen in eerste benadering
evenredig daaraan zal toenemen en dus de onderlinge verhou-
ding dezelfde blijft.

Voor grotere absorpties is echter deze definitie onbruikbaar.
Onder de sterkte van een absorptielijn verstaat men nu de
integraal van de absorptie-koëfficient {f k d r), waarbij de inte-
graal weer is uit te strekken over het gebied, dat tot de
absorptielijn gerekend wordt, k is hierin gedefinieerd door

k d x = —waarin d x Ae dikte van een dunne laag van het
beschouwde gas voorstelt, / de intensiteit van het opvallende
licht (in het frequentie-interval v en v -{- dv), terwijl —\'dl het
bedrag voorstelt, dat in deze laag geabsorbeerd wordt.

het geabsorbeerde licht geen merkbare rol speelt en blijft ook
voor kleinere absorpties geldig,

In ons onderzoek treden slechts gevallen op, waarbij de
absorptie nog niet zo sterk is, dat de reëmissie een belangrijke
rol gaat spelen.

De aldus gedefinieerde grootheid kdv speelt in het absorptie-
Spektrum een rol, die min of meer analoog is aan de intensiteit
ld V in het emissiespektrum.

We zullen daarom in dit proefschrift onder de „intensiteitquot; van
een absorptielijn de grootheid: jkdv verstaan, die analoog is
aan de grootheid: fidv in het emissiespektrum.

■Experimenteel bestaat er echter één kenmerkend onderscheid:
bij intensiteitsmetingen aan emissielijnen kan men meestal vol-
staan met een oplossend vermogen, dat juist voldoende is, om de
verschillende lijnen van elkaar te scheiden, omdat de vorm niet
ter zake doet. Bij het bepalen van de sterkte van een absorptie-
lijn is een dergelijk oplossend vermogen geheel onvoldoende. Bij
emissielijnen wordt de grootheid f I d v in het geheel niet
beïnvloed door het feit, dat licht van enigszins verschillende
frequentie over elkaar heenvalt. Bij de absorptiemeting moet

Deze integraal verandert nu, zodra licht van enigszins ver-
schillende frequentie over elkaar heenvalt.

Het is dus noodzakelik, dat men een spektraalapparaat van
zo hoog oplossend vermogen gebruikt, dat men nog frequentie-
intervallen d V van elkaar scheiden kan, waarin k niet of slechts
weinig verandert.

Slechts in de gevallen, dat men een onderstelling over de vorm
van de absorptielijnen maken mag, kan men met apparaten van
geringer oplossend vermogen lijnabsorpties meten.

In de praktijk van het experiment komen voor het onderzoek
van lijnabsorpties slechts interferentie-apparaten in aanmerking.
Wij hebben onze onderzoekingen met een trappenrooster vol-
gens Michelson gedaan, waarvan het oplossend vermogen loopt
van 180,000 in het rood tot 340,000 in het violet.

Voor visuele waarnemingen werd een Lummer Gehrke-plaatje
gebruikt, dat grote lichtsterkte bezit en gemakkelik verplaatsbaar
is, zich echter tot nauwkeurige metingen niet leent.

Een gas levert, wanneer het in normale omstandigheden ver-
keert, dus niet aan hoge temperaturen, elektriese velden e.d.
blootgesteld is, een absorptiespektrum op, dat aanmerkelik
minder lijnen bevat dan het emissiespektrum. De verklaring van
dit feit is eenvoudig; iedere emissielijn beantwoordt aan een
overgang van het atoom uit een hogere toestand naar een lagere.
In de genoemde omstandigheden vertoont het absorptiespek
trum slechts die frequenties, die in emissie voorhanden zijn,
welke beantwoorden aan een overgang naar de toestand met de
minst mbgelike energie, de grond- of rusttoestand van het atoom.
De oorzaak daarvan schuilt daarin, dat het atoom slechts in de
grondtoestand stabiel is. Deze zal dus nagenoeg alleen voor-
komen in een gas, dat aan zichzelf overgelaten wordt, als de
temperatuur niet zeer hoog is.

Om de absorptielijnen te voorschijn te roepen, die beantwoor-
den aan overgangen naar een hoger energieniveau, moet het gas
,.aangeslagenquot; worden, d,w,z, langs een of andere weg moeten
deze hogere toestanden in het gas verwezenlikt worden, • .

Dit aanslaan geschiedt het eenvoudigst langs elektriese. weg,
ofschoon tal van andere wegen openstaan (verhitting, bestraling,
enz,),

In het algemeen zijn absorptielijnen, die door aangeslagen
toestanden veroorzaakt worden, veel moeiliker te verwezen-

liken, dan die, welke van de rusttoestand uitgaan. De volgende
oorzaken zijn daarvoor aan te geven;

Ie, het aantal aangeslagen atomen blijft ingevolge hun korte
levensduur (10-8 sek,) steeds een geringe fraktie van het totaal
aantal (ongeveer 10 ®),

2e, het gelukt niet, om slechts die toestand aan te slaan, die
men op absorptie wenst te onderzoeken. Tal van hogere en lagere
niveau\'s worden ook aangeslagen, tengevolge waarvan het aantal
absorberende atomen alweer vermindert,

3e, de „zichtbaarheidquot; van de absorptielijn (als een donkere
lijn op lichtende achtergrond) wordt ook nog verminderd, door-
dat de absorptiebuis zelf licht uitzendt van precies dezelfde
frequentie als het geabsorbeerde licht.

Door een doelmatige inrichting der optiese opstelling moet de
intensiteit van dit storende licht zo klein mogelik gehouden
worden, terwijl de intrinsieke intensiteit van het opvallende
licht zo hoog mogelik moet worden opgevoerd. Hiermee bereikt
men, dat het eigen licht van de buis een fraktie wordt van het
geabsorbeerde licht. Het zal voor metingen echter steeds nood-
zakelik blijven, het eigen licht van de buis te elimineren,

4e, de waargenomen absorptie ontstaat door twee verschil-
lende, elkaar tegenwerkende verschijnselen: noem n,l, de fre-
quentie van het opvallende licht v ^ en laat dit in emissie beant-
woorden aan een overgang van de toestand ƒ naar de toestand k.

De toestand k is lager dan de toestand ƒ en in \'t algemeen
ook in het gas in veel grotere koncentratie aanwezig. Een deel
dezer atomen gaat onder invloed van de straling over van de
toestand k naar de toestand / en absorbeert daarbij een deel van
het licht.

De doorvallende straling beïnvloedt echter ook de atomen in
de toestand / en wel zodanig, dat een extra-emissie naast de
reeds bestaande spontane emissie optreedt, welke men geïndu-
ceerde emissie noemt, of ook wel ,,negatieve absorptiequot;.

Deze geïnduceerde emissie is gericht en wel volgens de inval-
lende bundel, De optredende absorptie wordt door dit ver-
schijnsel, dat helaas nog nooit afzonderlik aangetoond is, maar

waarvan de realiteit op theoretiese gronden vaststaat, verzwakt.
Wat wij waarnemen, is een verschilwerking, die dus o,a, sterk
zal afhangen van de verhouding, waarin de toestanden k en j
voorkomen,

In het algemeen neemt de absorptie in een absorptiebuis bij
toenemende stroomsterkte toe tengevolge van het groter worden
van Np., om tenslotte weer af te nemen, zodra Nj vergelijkbaar
gaat worden met Nj^.

Er is dus bij gegeven laagdikte en gasdruk aan de absorptie
een duidelike grens gesteld.

Een laatste speciale moeilikheid, die bij de onderhavige metin-
gen aan waterstof optreedt, schuilt in het feit, dat de beschouwde
atomen uit molekulen (H2 en H3) ontstaan en zelf ook nog weer
een vrij korte levensduur hebben. Het vereist daarom enige
nioeite, om de fraktie atomen in het waterstofgas zo hoog op te
voeren, dat men iets van absorptie in de Balmerserie bemerkt.

De middelen daartoe zullen later besproken worden. Hier zij
alleen vermeld, dat een kwalitatieve kontróle op de dissociatie-
graad gegeven wordt door de verhouding van de sterkte van het
Balmerspektrum (afkomstig van H) ten opzichte van het veel-
lijnenspektrum [H^ en

Het is mogelik, om het percentage /^-atomen tot dicht bij 100
op te voeren, waarbij dus het veellijnenspsktrum geheel onder-
drukt wordt.

Wij zagen, dat een hoge intrinsieke intensiteit van het kontinue
spektrum ter plaatse van de absorptielijn gewenst was.

Daarentegen is een grote intensiteit van het spektrum in na-
burige gebieden niet alleen geheel onnodig, maar zelfs schadelik,
aangezien de hoeveelheid verstrooid licht in het apparaat daar-
door sterk toeneemt.

Bovendien is het bij gebruik van een trappenrooster nodig, te
beschikken over een monochromator, die een gebiedje uit het

kontinue spektrum van minder dan een halve Angström breedte
uitsnijdt. Een dergelijke monochromator zou b,v, een rooster

Verreweg het eenvoudigst is het daarom, om een kontinu
spektrum te gebruiken, dat uit zichzelf reeds begrensd is en
tegelijk hoge intensiteit bezit ter plaatse van de absorptielijn.
Als zodanig doet nu uitstekend de emissielijn van hetzelfde gas
dienst, nadat men deze kunstmatig een kleine verbreding heeft
doen ondergaan.

Een lange, nauwe kapillair zendt bij zware belasting in de
lengterichting spektraallijnen uit van hoge intensiteit, die echter
door absorptie en Starkeffekt een verbreding en vervlakking
ondergaan hebben, In het trappenrooster zijn zij zichtbaar als
een smalle kontinue band, waarin nauweliks enige struktuur
merkbaar is. De dubbelheid der oorspronkelike lijn is volkomen
verdwenen, .

Natuurlik neemt de intensiteit vrij snel naar beide kanten af
en is dus Iq niet konstant voor het beschouwde frequentiegebied.

het licht van de emissiebuis E wordt, nadat het door de
absorptiebuis A gegaan is, gekoncentreerd op de spleet van een
monochromator en één der spektraallijnen door het trappen-
rooster spektraal ontleed. Men fotografeert met konstante belich-
tingstijd achtereenvolgens E Qii A apart en beide samen (C) en
herhaalt deze opnamen zo vaak, als in verband met de konstantie
der lichtbronnen, de temperatuur in de kamer en de beschikbare
ruimte op de plaat mogelik is.

Uit een dergelijke opname verkrijgt men langs de gebruikelike
fotometriese weg een reeks metingen van de intensiteitsverdeling
in E, C en A, waaruit men voor ieder dezer een gemiddelde
kan opmaken. De onderlinge afwijkingen van de gevonden krom-
men leveren een betrouwbare maat voor de te verwachten nauw-
keurigheid en tegelijk verscheidene kontróles op de experimentele
kcndities,

Fig, 1 toont een stel krommen £quot;, C en A, zoals die uit de
metingen verkregen werden. Zowel de schaal langs de abscis
(frequentie) als die langs de ordinaat (intensiteit) zijn onderling
volkomen vergelijkbaar.

Het resultaat van de bewerking is een „absorptiedoubletquot;, dat,
zoals we later zullen bespreken, sterke gelijkenis vertoont met
het emissiedoublet in dezelfde buis, nadat dit voor de zelfab-
sorptie gekorrigeerd is.

Aan de eigenlike experimenten gingen enkele proeven vooraf
met een ontladingsbuis van 50 c.m, lengte. De daarmee opgedane
ondervindingen werden verwerkt bij de konstruktie van een lange
horizontale buis, waarvan het licht in axiale richting op zelf-
absorptie onderzocht werd.

Deze zelfde buis deed bij de twede helft van het onderzoek
dienst als absorptiebuis en zal daarom met de letter A aangeduid
worden.

Omdat het voornemen bestond, om bij lage drukken te werken,
was de eerste, kleinere ontladingsbuis, waarmee de voorproeven
gedaan werden, reeds voorzien van een gloeikathode. Tot het
inlaten van waterstof was een palladiumbuisje aangebracht en
het geheel kon van de pomp afgesloten worden door een kwik-
afsluiter.

Een Lummer Gehrke-plaatje diende, om visueel de intensiteits-
veranderingen in de doublets van Ha en Hf^ waar te nemen. De
waarnemingen wezen erop, dat de absorptie ook bij een druk van
0.5 m,m, nog uitermate gering was. Bovendien was het Balmer-
spektrum zwak, vergeleken bij het veellijnenspektrum, zodat de
atomaire koncentratie zeker ongunstig moest zijn. Het is trouwens
sinds de onderzoekingen van Wood i) bekend, dat men met droge
en zuivere waterstof slechts het molekuulspektrum in grote inten-
siteit krijgt.

Bij het definitieve ontwerpen van een buis, waarvan voor-
lopig alleen de emissie in axiale richting onderzocht zou worden,
werd met deze ervaring rekening gehouden, zodat de buis ten-
slotte de vorm kreeg, die in fig, 2 (uitslaande pagina) schematics
aangegeven staat.

Het werkzame deel bestaat uit een horizontale buis van vier
nieter lengte en een binnendiameter van 26 m,m. Het geheel is
vervaardigd van gewoon glas.

Aan de uiteinden is de buis voorzien van aangesmolten vlakke
glasvensters v^ en V2.

Waargenomen werd steeds van v^ naar Vo tegen de richting
van de stromende waterstof in.

De kathode G en de twee anoden A^ en A^, bevinden zich
in zijbuizen van dezelfde diameter op behoorlike afstand van de
hoofdbuis.

De gloeikathode, in welker nabijheid het veellijnenspektrum
steeds overweegt, bevindt zich op een afstand vart ruim 30 c.m.
van de buis. De anoden zijn iets dichterbij (ongeveer 20 c,m,) en
bestaan uit nikkelen cylinders. De kathode is ingekit in een
slijpstuk, zodat zij gemakkelik te vernieuwen is. Als kitmiddel
werd piceine gebruikt. Als materiaal is 12 cm, platinadraad
van 0,3 m,m, diameter gebruikt, dat vastgeklemd wordt in de
tcevoerdraden van een lampenbrugje.

Het oppervlak van het platina wordt na zorgvuldige mechaniese
en chemiese reiniging gespiraliseerd en vastgeklemd en daarna
elektrolyties verkoperd in een bad van de volgende samenstelling:
12—20 % Cu SO4 met 4—10% H^ SO4 in gewoon water.

De stroomsterkte bedroeg 10 a 20 m,amp, (nl. 4 a 5 m,amp,
c,m,2), waardoor de verkopering in 10 a 15 minuten tot stand
komt.

Het koper wordt door zwak elektries gloeien aan de lucht
geoxydeerd en vervolgens bedekt met een vers papje van tien
delen Ba {O H]^ en een deel SriNO^)^, dat met weinig water
aangemaakt wordt, nadat het zout in een mortier tot fijn poeder
is gewreven.

Hierna wordt de spiraal voorzichtig elektries verhit, waardoor
het papje eerst langzaam opdroogt en vervolgens langzaam
oxydeert tot een zwarte massa, die de tussenruimten van de
spiraal opvult.

Later in vakuo wordt dit bekleedsel weer wit. De gloeistroom
bedraagt 5 a 6 ampère.

Verhit men de kathode te snel, dan spat er een gedeelte van
het papje over op de plaatsen, waar het platina tussen de nikkel-

draden vastgeklemd zit, hetgeen het elektries kontakt ongunstig
beïnvloedt. Een nieuwe gloeikathode moest eerst „geaktiveerdquot;
worden door kortstondige overbelasting en sterke gloeistroom.
Past men deze behandeling toe bij niet te lage druk, dan stijgt
na enige Sekunden de emissie plotseling tot het normale bedrag
en moeten spanning en stroomsterkte snel verminderd worden,
waarna de gloeikathode voor het gebruik gereed is.
De plaats der anoden is uit de figuur zichtbaar.
De afstand tussen de plaatsen, waar kathode en anoden inge-
voerd worden, bedraagt respektievelik één en vier meter, waar-
door het mogelik is, de effektieve buislengte in de gegeven ver-
houding te veranderen.

Het gas wordt langs de kwikvanger O, de kenometer K volgens
Dr, U, V, Reden (= verkorte Mac Leod) en de kwikafsluiter met
vlotterinrichting Yl gepompt naar een glazen diffusiepomp met
drie trappen. Het voorvakuum wordt onderhouden met een
excentriese motorpomp volgens Leybold,

Dezelfde pomp doet ook dienst voor de vlotterinrichting en
het systeem van kapillaire buizen, waarmede het inlekken ge-
régeld wordt.

De vlotterinrichting wordt gebruikt, om de pompsnelheid en
daarmee de druk in de buis te reguleren en werkt zonder hulp
yan ijzer en een elektro-magneet op een wijze, waarmee een
zeer fijne en binnen wijde grenzen varieerbare drukregeling
mogelik is.

Het is een kwikafsluiter volgens het gewone principe. Aan het
geheel is nu echter nog een glaslichaam toegevoegd, dat zuigend
in de binnenste glazen buis past en dat door de kwikspiegel meer
of minder hoog in de pompopening gedreven kan worden.

Aan de bovenzijde is een speciale stuit-inrichting aangebracht,
om klemlopen te voorkomen en aan de onderzijde bevindt zich
een ,, kwikkussenquot;, dat de schok bij het neervallen breekt.

Dit laatste is niets anders, dan een dood einde in de vertikale
stijgbuis, (die met een zijbuis voortgezet wordt), waarin steeds
kwik blijft staan, dat het ondereinde van het glaslichaam opvangt
en de schok breekt.

De druk was regelbaar tussen 0,005 en 0,5 m,m,, waarbij aan
ae lekinrichting niets veranderd behoefde te worden. De samen-
stelling van het doorstromende gasmengsel [H^ met weinig O2)
werd dus door de drukverandering niet beïnvloed.

De regeling van de gastoevoer maakt een vrij gekompliceerde
inrichting noodzakelik en is het voorwerp van vele proeven ge-
weest, De volgende eisen werden daarbij gesteld:

Ie, de toestand in de buis moet over een tijdsduur van min-
stens twee uur stationnair zijn;
2e, de toestand moet reproduceerbaar zijn;
3e, de buis moet het Balmerspektrum in de grootst mogelike
zuiverheid uitzenden,

In de eerste tijd werd volgens het recept van Wood waterstof,
die bij atmosferendruk verzadigd was met waterdamp, ingelaten
Deze werkmethode had bij de gebruikte lage stroomdichtheden
slechts een matig sukses.

Daarna werd door een kapillair zuivere zuurstof ingèlekt, ter-
wijl waterstof door een palladiumbuisje werd aangevoerd. Deze
methode leverde soms goede resultaten, maar leed sterk aan het
gebrek van onreproduceerbaar te zijn.

De beste resultaten werden ten slotte bereikt met een kombi-
natie van kapillaire buizen, zodanig, dat een waterstofszuurstofs
mengsel onder konstante en meetbare overdruk werd
toegelaten, terwijl het percentage zuurstof kontinu regels
baar was.

Waterstof en zuurstof (beide uit een bombe afkomstig) werden
door de kapillair K., resp. K^ (zie fig, 2) toegelaten in R. Uit R
voert een kapillair K^ naar de motorpomp, zodat de inhoud van R
voortdurend vernieuwd wordt. Om aan het begin der proef R
snel te zuiveren van verontreinigingen, is over de kapillair K2,
een „shuntquot; aangebracht, d,w,z, een wijdere buis met een kraanquot;
waardoor het mogelik is, om R snel tot een vakuum van enkele
millimeters leeg te pompen,

In normale omstandigheden is deze kraan gesloten en bedraagt
de druk in R ongeveer drie kwart atmosfeer (afleesbaar aan de
buitenmanometer M).

Uit R gaat tenslotte een kapillair Ki naar de ontladingsbuis
en voert het gasmengsel bij de anode in.

Tussen de bombe met zuurstof en de kapillair K^ bevindt zich
nu nog een inrichting, waarmee de zuurstoftoevoer kontinu regel-
baar is.

De hoeveelheid zuurstof die inlekt, wordt namelik mede be-
paald door de grootte van het vrije oppervlak van het dunne

Als de druk achter Plager wordt, stijgt het kwik in de stijgbuis
S omhoog, tengevolge waarvan het niveau van het omringende
kwik daalt en P vrijkomt. De hoeveelheid kwik, die aanwezig is,
bepaalt dus goeddeels de druk, waarbij een belangrijk deel van
P vrijkomt en regelt dus de overdruk.

Het kwikreservoir past met een slijpstuk om de beide vertikale
buizen. De overmaat van zuurstof ontsnapt langs dit slijpstuk.

Een fijnregeling is nog mogelik, door de overdruk om P te
variëren, of het slijpstuk iets meer of minder vast aan te drukken.
De partiële druk van de zuurstof is uit de hoogte der kwik-
kolommen te bepalen en bedraagt ongeveer 15

De konstantie van de ontlading in de buis en het feit, of de
optimale kondities bereikt waren, zijn echter van meer belang,
dan de nauwkeurige kennis van het percentage toegevoerde
zuurstof, waarom aan deze laatste bepaling geen al te grote zorg
werd besteed.

Met behulp van de beschreven waterstofzuurstoftoevoer wer-
den tenslotte uitstekende resultaten bereikt. Zelfs bij drukken
van de orde van 0.005 m,m, was het veellijnenspektrum nauwe-
liks merkbaar, vergeleken met de Balmerreeks,

Toch bedraagt bij deze druk de vrije weglengte van de atomen
meerdere malen de diameter van de buis. Daaruit volgt, dat de
wandkatalyse, welke tot de rekombinatie van molekulen voert,
wel tot een uiterst klein bedrag was teruggebracht.

Bij stopzetting van de zuurstoftoevoer ziet de buis er na korte
tijd volkomen anders (witachtig) uit en hebben de Balmerlijnen
hun overwicht op het veellijnenspektrum geheel verloren,

Het is noodzakelik, om de glaswand van te voren zorgvuldig
met chroomzuur en alkoholiese kali te reinigen en met gedestil-
leerd water na te spoelen, daar anders de katalytiese werking
van de wand toch nog sterk is.

Bij hogere drukken (0,2 m,m,) treden toch nog heftige rekom-
binatieverschijnselen op aan kleine glassnippertjes, die tijdens
het blazen ontstaan en in de buis achtergebleven zijn. Zij worden
onder invloed van de ontlading gloeiend en stralen een fel geel
natriumlicht uit. Eenmaal zelfs was de plaatselike verhitting zo
sterk, dat de buis sprong,

Biezondere moeite gaven bij lage druk de snelle elektronen,
die direkt van de gloeikathode afkomstig zijn. Vooral als de
elektronenemissie van de gloeikathode onvoldoende was, ont-
stonden er elektronenstralen, die het glas plaatselik verhitten
en deden smelten of springen. Dit bezwaar kon door opvoeren
van de gloeistroom vaak vermeden worden. Een andere moeilik-
heid gaven echter de elektronen aan de eerste bocht van de buis
van de kathode uit gerekend. Door fokussering kwamen ze in
èèn punt van het glas met grote snelheid terecht en veroorzaakten
daar plaatselike temperatuursverhoging. Deze moeilikheid werd
ondervangen door het aanbrengen van een metalen plaatje, dat
de elektronenstraal afschermde.

Aan de emissiebuis werden slechts de eisen van grote licht-
sterkte, vrij grote spektrale zuiverheid en van konstante inten-
siteit gesteld. De konstruktie van deze buis was na de ervaringen
met de absorptiebuis opgedaan, niet meer zo moeilik. Alleen
de koeling leverde enige moeilikheden in verband met de isolatie
en het aansteken van de buis.

Als materiaal werd hard glas gekozen en de gehele buis,
uitgezonderd de kathode in een bak met water geplaatst. Het
deel, waarvan het licht gebruikt werd, bestaat uit een vertikale
kapillair van 25 c,m, lengte en 7 m,m, doorsnede, die van boven
uitgeblazen is en even boven het water uitsteekt. Aan beide einden

voeren wijde zijbuizen naar anode en kathode. De anode wordt
geïsoleerd doorgevoerd op de in figuur 3 aangegeven wijze. Het
korte buisje, dat de toevoerdraad bevat is met een dikke gummi-
slang aan een langere glasbuis verbonden en met kwik gevuld.

Deze wijze van uitvoeren is met het oog op de mechaniese
stevigheid de meest verkieslike.

Het gas (vochtige waterstof) wordt evenals bij de absorptiebuis
aan de anode toegevoerd en aan de kathode weggepompt. De
gloeikathode en de anode zijn analoog aan die in de grotere buis.
Dezelfde pompenkombinatie, die voor de absorptiebuis ge-
bruikt wordt, onderhoudt ook het vakuum in de emissiebuis. De
buis kan aan beide zijden met een kraan afgesloten worden. Een
vlotterinrichting en speciale zuurstoftoevoer werden niet gebruikt,

Pogingen, om de buis mèt wisselstroom te bedrijven, stuitten op
allerlei bezwaren, In de eerste plaats behoeft de buis een grote
spanning, om aangestoken te kunnen worden. Deze hulpspanning
wordt, in geval men gelijkstroom gebruikt, geleverd door een
induktorium, waarvan de eene elektrode geaard en de andere
aan het midden van de ontladingsbuis gelegd wordt. Na het aan-
steken is dit induktorium overbodig en kan de stroom met duizend
volt spanning onderhouden worden.

Met wisselstroom heeft men dus een vrij hoge topspanning
nodig, om de buis telkens weer aan te steken en tegelijk een
vermogen, dat voldoende is, om tot één ampère te leveren.

De hoge spanning, die voor het aansteken nodig is, varieert
met de omstandigheden en doet de buis onregelmatig flikkeren
en soms op een eigenaardige manier „flashenquot;, die aan de kapa-
citeit der leidingen is te wijten.

Verder moeten natuurlik, wil de absorptie-meting enige zin
hebben, de buizen E en A in fase zijn en dus met dezelfde trans-
formator bedreven worden, In dit geval echter zullen de stroom-
sterkten in de buizen niet geheel onafhankelik van elkaar zijn.

Hetzelfde geval deed zich trouwens in geringere mate voor
bij de gebruikte gelijkspanning.

Tijdens de meting wordt E kontinu en A afwisselend wel of
niet bedreven. De stroom in E loopt telkens iets op, als men A
uitschakelt. De verandering bedraagt echter slechts ongeveer 1 fo
en werd door een kleine variatie in de voorweerstand gekom-
penseerd. De stroomsterkte in beide buizen werd met precisie-
meters gekontróleerd en schommelde voortdurend iets. Deze
schommelingen houden waarschijnlik uitsluitend verband met
variaties in de spanning.

De spanning werd gedeeltelik door het stadsnet (440 volt),
gedeeltelik door akku\'s en gedeeltelik door gelijkstroom-gene-
ratoren geleverd. Waarschijnlik waren de variaties in hoofdzaak
te wijten aan fluktuaties in het stadsnet. Overigens was de span-
ning voldoende konstant, om de nauwkeurigheid van de metingen
niet te zeer te beïnvloeden.

Voor de aflezing van de spanning aan de buis werd een Braun-
elektrometer gebruikt. De karakteristiek van de buizen loopt in
het gebruikte gebied vrijwel horizontaal en de spanning bedroeg
meestal 700 a 800 volt.

Bij stroomsterkten lager dan 50 m,amp. (ongeveer 0.1 m.amp,
m.m.2) loopt de spanning snel op en is dus de gebruikte spanning
ontoereikend.

De bovenste grens van de belasting wordt geleverd door de
gloeikathode en bedraagt ongeveer twee ampère.

De gebruikelike stroomsterkten waren 100 a 300 m.amp. in
buis A en 1500 m.amp, in buis E.

Het potentiaalverval per c,m, is in beide buizen zeer gering en
bedraagt minder dan 2 volt per c,m.

Als de opstelling voor definitieve metingen in bedrijf was,
werden de buizen dag en nacht onder vakuum gehouden en bleef
de kwikvanger van vloeibare lucht voorzien.

Er komen n,l, in het begin steeds grote hoeveelheden veront-
reinigingen vrij en ook duurt het lang, voordat de laatste sporen
van kwikdamp verdwenen zijn.

Zolang echter nog kwik aanwezig is, draagt dit een belangrijk
deel der ontlading en doet daardoor de Balmerreeks in sterkte
afnemen.

Laat men de kwikdamp vrij uit de pomp toe, dan is ook bij de
sterkste stromen de absorptie in de buis nog onmeetbaar klein,
In het algemeen wordt, ook als de buizen reeds enige dagen
onder vakuum zijn, een volkomen stationnaire toestand eerst
na enige uren bereikt. Het is daarbij zowel noodzakelik, dat het
gas doorspoelt, als dat er stroom door de buis gaat.

Meestal verliep de morgen met preliminairen en werd eerst
\'s middags om drie uur met meten begonnen.

Er schijnen intussen met de glaswand allerlei veranderingen
plaats te grijpen. De rekombinatieverschijnselen, die eerst bij
metingen bij hogere druk en sterke stroom in buitengewone hef-
tigheid waargenomen worden, verminderen en verdwijnen zelfs
op den duur. Daarbij is van wegvloeien (door smelting) van de
glaskcrreltjes geen sprake, want ze blijven evengoed zichtbaar
als voorheen.

Zoals reeds vroeger opgemerkt is, werd bij de eerste — indi-
rekte — metingen alleen met de eerst beschreven, lange buis (A)
gewerkt. Bovendien betrof het onderzoek alleen de fijnstruktuur
van de lijn. Ha. ;

Bij deze onderzoekingen was bijna elke monochromator van
voldoende zuiverheid, omdat Ha in het spektrum als een geïso-
leerde lijn temidden van een zwart veld staat,

In de aanvang werd gewerkt met een Fuess-spektrograaf van
konstante deviatie als monochromator, waarin het licht door
reflektie en anderszins nogal sterk verzwakt wordt.

Toen dan ook in een later stadium de buis van terzijde gefoto-
grafeerd moest worden, wat lange belichtingstijden met zich
meebrengt, werd de Fuess-spektrograaf vervangen door een stuk
rood glas, hetgeen zowel, wat de doorgelaten lichtsterkte, als wat
de zuiverheid betreft, zeer goed voldeed.

Het glas laat Ha vrijwel onverzwakt door, terwijl van Hß
niets meer te zien is.

Op deze wijze gelukte het, om met een belichtingstijd van
5 uur een opname van voldoende zwarting te verkrijgen, een tijd,
die toch nog vrij lang is in verband met de optredende tempe-
ratuurvariaties, (zie Hoofdstuk IV, 1),

In het spektrum van de emissiebuis is echter vooral om Hß en
Hy heen het veellijnenspektrum nog zichtbaar.

Voor de latere onderzoekingen werd dan ook gebruik gemaakt
van een Hilgerspektroskoop van konstante deviatie, waarvan de
opening aangepast is aan de opening van het trappenrooster (dat
ook van de firma Hilger afkomstig is), die een ruim voldoende
oplossend vermogen bezit en een spektrum van voldoende zuiver-
heid geeft.

De gebruikte spleetbreedte bedroeg tien deelstrepen van de
verdeelde schroefkop (= 0,1 m,m.).

Aanvankelike mocilikheden werden ondervonden tengevolge
van de bewege ikheid van de monochromator ten opzichte van de
montuur van het trappenrooster. Deze moeilikheden werden

Een toetssteen voor de zuiverheid der spektrale oplossing be-
stond hienn, dat de spleetbreedte in beide richtingen veranderd
werd, ^

Veroorzaakt dat in het eindbeeld geen verandering, dan is de
zuiverheid voldoende,

De afstand van twee opeenvolgende orden, in golflengtemaat
uitgedrukt, is gelijk aan:

waarin het kleinst oplosbare golflengteverschil voorstelt en
n het aantal treden (n=20).

De waarden, die men door berekening voor de verschillende
konstanten vindt, staan in tabel I aangegeven:

Alle grootheden zijn in het c.g.s stelsel uitgedrukt. Met v
wordt de reciproke golflengte bedoeld (c,m,-i).

De kollimatorlens is een achromaat van 75 c.m, brandpunts-
afstand, Het buigingsbeeld wordt gevormd door een telesysteem
met een effektieve brandpuntsafstand, die voor X= 6563 A
- 3508 c.m. is en voor A = 4861 A = 3577 c,m.

Het trappenrooster is draaibaar om een vertikale as opgesteld.
Eén omwenteling van de schroefkop, die de draaiing teweeg-
brengt, korrespondeert met 0,00378 radialen.

De „normaalstandquot;, d,w,z, de stand, waarin de evenwijdige
lichtbundel loodrecht op de glasplaten invalt, is uit te voren
gedane ijkingen bekend

Het geheele komplex, bestaande uit spleet, lenzenstelsel, trap-
penrooster en fotografies chassis (resp, loupe), is op een zware
ijzeren balk gemonteerd, zodat de stabiliteit van het geheel
gewaarborgd is,

Met de gebruikelike zakspektroskoopjes is men slechts in staat
om het karakter van het spektrum op een enkele plaats te be-
studeren.

Daartegenover kan het soms nuttig zijn, om de verschillen in
de spektroskopiese samenstelling van het licht waar te nemen.

Een handig instrumentje daarvoor bestaat in een klein recht-
ziend prismastelsel in een houder.

Men bekijkt daarmee de buis op enige afstand, terwijl de
brekende ribbe parallel aan de buis wordt gehouden. Eventuele
verschillen in de samenstelling van het spektrum op verschil-
lende plaatsen in de buis vallen dan terstond op. Wij hebben van
een dergelijk instrumentje herhaalde malen met voordeel gebruik
gemaakt.

Voor visuele waarnemingen in de fijnstruktuur werd verder
een Lummer Gehrke-plaatje gebruikt, (volgens Schmidt en
Haentschge),

Voor een schatting van de invloed der negatieve absorptie op
het meetresultaat was tevens een intensiteitsmeting in de Bal-
merreeks noodzakelik.

Daartoe werd een prismaspektrograaf gebruikt, waarmee het
spektrum van de buis in zijdelingse richting gefotografeerd werd
in kombinatie met het spektrum van een energeties geijkte lamp.

Als meetmethode werd de gebruikelike Utrechtse fotografiese
methode van de intensiteitsmeting toegepast.

Wij gebruikten zowel de methode van de trapverzwakkers als
die van de spleetbreedtevariatie.

Het is een bekend feit, dat interferentie-apparaten zeer gevoe-
lig voor verandering van de temperatuur zijn.

Hierom is het vaak noodzakelik, deze toestellen in grote kel-
ders of andere ruimten, waar de temperatuur zeer gemakkelik
konstant te houden is, op te stellen.

Van het gebruikte apparaat zijn experimentele gegevens be-
kend 1) omtrent de invloed der temperatuur op de resultaten,
die men ermede bereiken kan. Door Burger en v. Gittert wordt
als een toelaatbare bovenste grens voor het trappenrooster een
verandering van 0,1° aangegeven bij het fotograferen van smalle
lijnen,

G, Hansen geeft voor alle interferentie-apparaten formules
aan 2), waaruit de eisen, te stellen aan de konstantheid der
temperatuur, onmiddellik zijn af te leiden.

Experiment en theorie stemmen voor het gebruikte apparaat
voortreffelik overeen,

Hansen berekent voor de temperatuurverandering (i T, die
een golflengteverschuiving 61 veroorzaakt, welke beantwoordt
aan de grens van het oplossend vermogen, de volgende uit-
drukking;

In deze formule stelt A het oplossend vermogen voor, [i
de uitzettingskoëfficient van het glas, de brekingsindex, r
de plaatdikte en T de temperatuur.

10-5 en ^ = 0,8 10-^ bezit, geeft Hansen voor de uitdrukking
tussen haakjes in de noemer de waarde 1.30 aan.

Voor het door mij gebruikte trappenrooster is ÖT — 0,5°.
Onderstelt men, dat het mogelik is, om van zeer smalle lijnen
de plaats te bepalen tot op een tiende gedeelte van d X, dan
komt men tot de eis, dat X hoogstens 0.05° mag zijn, in over-
eenstemming met het resultaat van Burger en van Gittert,

Bij onze intensiteitsmetingen, waarbij gewerkt wordt met lijnen
wier eigenbreedte minstens vijf maal die van de grens van het
oplossend vermogen t^A bedraagt, geldt natuurlik deze eis van
het konstant zijn van de temperatuur niet zo streng als, wanneer
het smalle lijnen gegolden zou hebben,

In het algemeen werd er in het bedrag van deze eventuele
temperatuurverschuiving steeds naar gestreefd, om de expositie-
duur zo kort mogelik te houden.

Bij exposities met een duur van minder dan 10 minuten, waar-
bij in de aanvang het trappenrooster in temperatuurevenwicht
was met de omgeving, is in het algemeen en onder normale
omstandigheden de grote warmtekapaciteit van het instrument
voldoende waarborg voor een niet te grote temperatuurver-
andering.

Bij belichtingen van lange duur werd het instrument in watten
ingepakt, terwijl de temperatuur binnen en buiten het omhulsel
met een gevoelige thermometer gekontróleerd werd.

Gelukt het, de schommelingen van de kamertemperatuur binnen
0.5 ° te houden, dan is het resultaat der opname veelal voldoende
gunstig.

De praktijk wees uit, dat het zonder speciale voorverwarming
onmogelik is, om \'s morgens te fotograferen; daarentegen \'s mid-
dags vrij gemakkelik.

Bij een serie opnamen van op zichzelf korte belichtingsduur
werd de temperatuurverschuiving het behulp van speciale refe-
rentielijnen gemeten.

Door namelik voor of na een opname even het apparaat uit de
montuur te lichten kan men een foto van de spleet over het bui-

Ömgsbeeld heen projecteeren. Op de foto is dit beeld dan zicht-
baar als een smalle zwarte lijn op het lichtere buigingsbeeld
gesuperponeerd.
De plaats waar dit beeld staat, is invariant en wijst tegelijk

Heeft er een verschuiving plaats gevonden, dan is de plaats van
het direkte spleetbeeld op de eerste en op de laatste foto ver-
schillend, Soms bleek de verschuiving enkele malen dX te zijn.

Zelfs al deelt men dit bedrag door het aantal opnamen (er
werden er in een dergelijk geval minstens 10 genomen), dan is
het toch bedenkelik, om met deze waarnemingen te werken, zodat
dergelijke opnamen maar liefst verworpen worden.

Het buigingsbeeld van een trappenrooster geeft de verschil-
lende golflengten weliswaar in een lineaire schaal weer in tegen-
stelling met enkele andere interferentie-apparaten, bezit daaren-
tegen het nadeel, dat de intensiteit van het uittredende licht niet
uitsluitend afhankt van de intensiteit van het opvallende licht van
de betreffende frequentie, maar ook nog een funktie is van de
uittreehoek p met de normaal.

Het maximum van deze funktie, (dat optreedt voor x = 0) ligt
steeds op de plaats, waar het licht zou vallen, indien het zich
volgens de brekingswetten gedroeg.

Van Geel heeft de afhankelikheid van de parameters, die in deze
formule voorkomen, van de hoek a, die het opvallende licht
maakt met de normaal op het glas, uitvoerig theoreties en expe-
rimenteel onderzocht en vond overeenstemming tussen beide,

Van zijn resultaten wordt hier gebruik gemaakt bij de opsom-
ming van enkele formules, die voor ons werk nodig zijn.

willekeurige lijn is het nodig, zowel de plaats van het maximum
(a: = 0), als de schaal in de x richting te bepalen.

Voor het geval, dat het instrument in de „normaalstandquot;
staat, is het laatste zeer eenvoudig: de afstand tussen twee opeen-
volgende orden op de plaat is gelijk aan de afstand (Ott)

De schaal is dus bekend. Meet men nu nog êiè verhouding der
intensiteiten, welke die twee orden hebben, dan is daaruit de
plaats van de schaal te vinden.

Men schuift in de grafiek, waarop de kromme getekend staat
de afstand (Ojt) zover op, tot de verhouding der ordinaten van
de eindpunten gelijk aan de gevraagde is. Uit de plaats van het
aldus gevonden nulpunt volgt onmiddellijk de reduktiefaktor van
elke andere lijn.

In het algemenere geval, dat het rooster niet normaal op de
mvallende bundel staat, maar daarmede een hoek a maakt, wor-
den zowel de lineaire ordenafstand (niet dlmaxS) als de schaal
sin^ jc

eerste. De typiese klokvorm wordt dus wijder t.o.v. de orden-
afstand. (Deze beschouwingen gelden alleen voor dusdanige
hoeken a, dat de bundel niet meer ten volle door de buigende
openingen kan treden, maar gedeeltelik wordt afgeschermd door
de lange zijvlakken. Het instrument werd echter uitsluitend in
deze standen gebruikt).
De faktor, die de vergroting van de lineaire ordenafstand

Men vindt dus, als de ordenafstand bekend is, daaruit de
afstand (Ott) door vermenigvuldiging met

Het nulpunt van de schaal wordt op dezelfde wijze gevonden,
als in de normaalstand-
Voor bredere lijnen faalt dit procédé volkomen.
Het nulpunt moet in dat geval vastgelegd worden door de
plaats van het directe spleetbeeld, zoals wij boven beschreven.

Dat beide methoden overeenstemmende resultaten opleveren,
werd aan scherpe (kwik) lijnen gekontróleerd.

Om de schaal vast te leggen, moet men nu gebruik maken van
de formule voor de afstand (O^r) in hoekmaat uitgedrukt

Dit was de enig niogelike weg bij dé intensiteitsmetingen aan
het waterstof doublet,

In het begin werd bij voorkeur die stand van het rooster
gebruikt, waarbij twee orden symmetries t,o,v, het nulpunt liggen.
Men heeft dan een inwendige kontrole.

Toen de methode eenmaal doorgewerkt was, leek het beter, om
het doublet zoveel mogelik op het maximum te plaatsen, hetgeen
winst aan intensiteit en kleinere korrekties oplevert.

De korrekties blijven dan zelfs voor de zijkanten van het
komplex kleiner dan 25 %,

Deze korrekties vervallen natuurlik geheel, zodra het slechts
om verhoudingen van intensiteiten op dezelfde plaats gaat. Dit

Alleen dan blijft een korrektie noodzakelik, als men de vorm-
van de gevonden absorptiekromme wil vergelijken met die van
de emissiekromme. De laatste moet dan bovendien nog gekorri-
geerd worden voor zelfabsorptie.

ONDERZOEKINGEN BETREFFENDE DE
METASTABILITEIT VAN HET 2 s-NIVEAU.
VOORLOPIGE RESULTATEN, i)

1\' Tegenspraak tussen de oudere en de nieuwere theorie van
de fijnstruktuur der termen.

De eerste onderzoekingen betroffen uitsluitend het doublet Ha
en wel speciaal de aard van het laagst gelegen niveau met het
hoofdquantengetal / = 2, 2)

^ Zoals bekend is en tevens in figuur 6 te zien, staan omtrent dit
niveau de theorie van Sommerfeld (op de basis der relativiteits-
theorie) en de magneto-relativistiese van Goudsmit-Uhlenbeck
met elkaar in tegenspraak. Sommerfeld kende aan dit niveau
het azimutaal quantengetal k=0 toe, tengevolge waarvan een over-
gang naar het enig lager gelegen niveau l = k = 0 niet mo-
gelik is.

Het betreft hier dus een metastabiel niveau, waarvan de gemid-
delde levensduur die der andere niveaus ( 00 lO-^ sek.) belangrijk
overschrijden kan, als men slechts de gemiddelde botsingsduur
groot maakt. Bij een duur van 0.001 m.m. kan men een levens-
duur van meer dan 10-5 gek. verwachten. Deze grote levensduur
zal tot resultaat hebben, dat de koncentratie der atomen in de
toestand l = 2, k = O abnormaal groot wordt. Dientengevolge
zullen alle komponenten van kortere golflengte in de Balmer-
reeks sterk geabsorbeerd worden.

Als /fc al niet zeer zwak wordt t,o.v. mag men toch ten-
minste verwachten, dat de verhouding j- kleiner zal zijn voor

) Aanleiding tot deze experimenten was een gedachtenwisseling over dit
onderwerp met Prof Dr F. Zernike uit Groningen. Hem z^quot; ook op
deze plaats dank gebracht voor de opwekking tot het nemen van deze
fin\'g^drarvL voortdurende, aangename samenwerking bij de uitvoe-

L S. Ornstein, F. Zernike en J. L. Snoek Jr. Zs. f. Phvs. 47 626 1928
A. S9mmerfeld, Atombau und Spectrallinien 4é dr, p 427, \'

grotere laagdikte en grotere stroomsterkte, daar dan de invloed
der zelfabsorptie toeneemt.

Het gehele streven van ons onderzoek was er aanvankelik op
gericht, om een dergelijk effekt aan te tonen, totdat met zeker-
heid kon worden aangetoond, dat het niet bestaat en het experi-
ment dus een tegenspraak met de oude Sommerfeldse theorie
oplevert.

Het antwoord, dat de nieuwere theorie geeft op de vraag naar
de metastabiliteit van het 2 s-niveau, is iets minder zeker.

De figuur geeft aan, hoe de nieuwere theorie zich verhoudt
tot de oudere, i) De relativistiese splitsing blijft gehandhaafd,
maar tengevolge van een derde variabele, die in het spel is, n.1,
de stand van de magnetiese as van het roterend elektron, treedt
een extra splitsing op, die toevalligerwijze tengevolge van het
samenvallen van verschillende niveau\'s tenslotte dezelfde termen
geeft als de oude theorie (ze zijn alleen iets verschoven).

De interpretatie is echter een geheel andere; het vroegere 2 s-
niveau wordt tans opgevat als bestaande uit twee niveau\'s met de
quantengetallen: 1 — 2 k = 0 j = V2 en 1 = 2 k=l / = V»,
dus een 2sy^ en een 2p^-niveau,

Het is duidelik, dat men dit niveau niet meer zonder meer
metastabiel kan noemen.

Men heeft hier te doen met een eigenaardig geval van ont-
aarding, tengevolge waarvan een onzekerheid in de einduitkomst
optreedt.

eindresultaat, dat de metastabiliteit van het 2s 14-niveau door
het samenvallen met het 2 pi^-niveau, waarmee het tenslotte
identiek geworden is, verdwijnt,

In het volgende zullen de experimenten beschreven worden,
die ertoe leidden, om het bestaan van enige metastabiliteit te
ontkennen.

Tevens zal in aansluiting aan de gevonden waarden voor de
emissie-verhouding enige aandacht gewijd worden aan de inten-
siteitsanomalie in het Ha doublet,nbsp;.nbsp;gt;

Bij deze metingen werd alleen het licht, dat door de lange
buis in de lengterichting wordt uitgezonden, bestudeerd.

De wijze, waarop de intensiteitsverdeling in Ha langs foto-
grafiese weg werd bepaald, wordt hier niet nader beschreven,

In de loop van het onderzoek werden herhaaldelik verschil-
lende wijzen van verzwakking gebruikt.

Voor de verschillende opnamen werden steeds Uford Special
Rapid Panchromatic (Backed) platen gebruikt.

De ontwikkeling geschiedde steeds met rodinaal 1 op 15 gedu-
rende min, bij een temperatuur van 18° Celsius, (Voor de
onderzoekingen aan H ß en Hy werden Uford Chromatic resp,
gewone Ilfordplaten (alle gebackt) gebruikt).

Verschillende overwegingen leidden ertoe, de eerste opnamen
steeds te maken, terwijl het kwik, dat uit de pomp in de buis
diffundeerde, niet uitgevroren werd.
Wij meenden toch, dat de omstandigheid, dat het metastabiele

J. Franck en P. Jordan Anregnng von Quantensprüngen durch Stösse
(Verlag Springer) p. 117.
-) V, Rojansky and J. H. Van Vleck Phys. Rev. vol, 32, p. 327, 1928.

Hg atoom in staat is, om een H^ molekuul te dissociëren, allicht
gunstig zou werken op de bereikte atomenkoncentratie. Daar in
het begin niet gewerkt werd met een O2 /^2-mengsel, maar met
vochtige waterstof, leverde het wegwerken van het veellijnen-
spektrum nog voortdurend moeilikheden op.

Wij vonden bij variatie van de stroomsterkte van 0,15 Amp,
tot het tienvoudige van dat bedrag nauweliks meetbare veran-
deringen van

De verhouding bewoog zich steeds in de buurt van 1,30,
Alles wees erop, dat bij de gebruikte lage drukken (0,01 tot
0,001 m,m,) zelfs bij de laagdikte van vier meter, die wij aan-
wendden, de grootte van de absorptie nog maar zeer onbe-
duidend is.

Tegenover de zoëven genoemde gunstige eigenschap van het
metastabiele Hg atoom staan n,l, de ongunstige omstandigheden,
gelegen in het feit, dat waterstofatomen bij een botsing met
elkaar niet, doch wel bij een botsing, waaraan een derde deeltje
deelneemt, kunnen rekombineren.

De aanwezige kwikatomen en vooral de ionen werken daarom
de rekombinatie sterk in de hand.

Een ander en misschien groter bezwaar bestaat hierin, dat het
kwik de ontlading voor een groot deel van de waterstof over-
neemt en dus de dissociatie doet afnemen.

De spanning aan de buis was bij aanwezigheid van kwik zo
laag, dat 440 volt gelijkspanning voldoende was, om de ontlading
in stand te houden. Zelfs zakte de spanning bij het wegpompen
van alle waterstof tot beneden 150 volt af, waarbij de buis
ten slotte als een kwiklamp van enigszins ongewone konstruktie
en afmetingen fungeerde.

Meer resultaat gaven de metingen, waarbij het kwik uit de buis
uitgevroren was. Het is dan niet meer mogelik, om de buis met
zulke lage spanningen te bedrijven. Met behulp van de beschik-
bare 1000 volt gelijkspanning kan men de lange buis slechts voor
een zeer beperkt drukgebied (0,005—0,02 m.m,) gebruiken. Bij
zeer lage druk gaat de buis uit tengevolge van onvoldoende ionen-

Bij te hoge druk stijgt de benodigde spanning snel boven 1000
volt tengevolge van de verhoogde kathodenval, etc.

In het genoemde drukgebied werden nu opnamen gemaakt bij
verschillende stroomsterkten; het bleek, dat de toestand in de
buis niet volmaakt reproduceerbaar was, maar toch gaven de
verschillende metingen analoge resultaten.

Wij zullen de eerste resultaten bespreken aan een typiese
meetreeks, waarvan de gegevens in fig, 7 opgenomen zijn.

Men ziet, dat het gehele komplex bij variatie van de stroom-
sterkte aanzienlike verandering ondergaat.

eenheid te bereiken. Tegelijk wordt echter het geheel aanzienlik
verbreed en vervormd, wat vooral uit kurve IVa blijkt, die nog
eens op kleinere intensiteitsschaal is getekend.

Het was zonder nader onderzoek niet duidelik, waaraan deze
verbreding toe te schrijven was,

hetgeen zou pleiten voor de metastabiliteit van het 2 s-niveau.
Voor dit laatste pleitte ook een eigenaardige flauwe inzinking
in de top van Ij^, die op het oog de lijn zelfomgekeerd doet
schijnen.

De voor de hand liggende kontrole op deze konklusie bestond
in het herhalen van dezelfde meetreeks voor een kortere buis-
1 engte.

men zou verwachten, kwamen er kleinere of tenminste gelijke
verhoudingen voor de dag.

Echter was de verbreding bij gelijke stroomsterkte iets
kleiner. Al deze resultaten gaven tenslotte geen oplossing en
schenen met elkaar in strijd. Slechts met ad hoe gemaakte on-
derstellingen als inhomogeniteiten over de lengte van de buis
was er overeenstemming te verkrijgen. Een laatste, ernstige

stroomsterkte (geringe absorptie) naar een geheel andere waarde
konvergeerde, dan de theorie deed verwachten. Inderdaad geeft
de theorie de waarde 0,8 aan, terwijl het experiment steeds
waarden boven de eenheid leverde, die wel tot 1.8 gingen en
bovendien variabel schenen te zijn.

Dit laatste werd plausibel gemaakt door twee opnamen bij
stroomsterkten van 0,5 en 1 amp,, waarbij het licht dat de buis
van terzijde uitstraalde gefotografeerd werd.

Aangezien de lichtintensiteit, die zijdelings wordt uitgestraald
gering is, was het noodzakelik, om de Fuess monochromator te
vervangen door een filter van rood glas.

Het bleek, dat een rood filter veel beter bruikbaar was dan een
spektrograaf; dit laatste moet uitsluitend gezocht worden in de
omstandigheid, dat Ha in een gunstige geïsoleerde positie in het
rood staat (waarvoor uitstekende filters bestaan) en dat het
sekundaire spektrum zo goed als afwezig was.

Voor 0,5 ampère bedroeg de verhouding ongeveer 1,3.
Daarmee was aangetoond, dat de methode van de stroom-
sterkte-variatie nooit tot een dwingende konklusie zou kunnen
leiden, aangezien er behalve de absorptie nog een variabele meer
in het spel was.

Het merkwaardigst was echter, dat de lijnen ook bij 1 ampère
in het geheel niet verbreed waren.

Dat gaf ten slotte de doorslag aan de opvatting, dat de ver-
breding, die end-on waargenomen was, uitsluitend aan zelf-
absorptie toe te schrijven zou zijn, In dat geval moest de absorp-
tie echter reeds vrij sterk zijn en werd dus de waarschijnlikheid
van een metastabiel niveau uiterst gering.

Als gevolg van de opgedane ervaringen werd tenslotte een
indirekte methode, die veel betrouwbaarder was dan die van
stroomsterkte of drukvariatie, gebezigd, om iets over de sterkte
van de absorptie te vinden.

Het trappenrooster werd weer loodrecht op de buis gesteld,
zodat het licht, dat zijdelings uittrad, direkt op de spleet van
de monochromator viel. Een lens werd daarbij — om licht-
verlies te vermijden — niet gebruikt en de afstand buis — kolli-
mator zodanig gekozen, dat de kollimatorlens juist overvuld was.
Met behulp van een optiek van spiegels en lenzen werd ook
een deel van het aan het uiteinde uitgestraalde licht op een deel
van de spleet geprojekteerd.

Door dit licht op doeltreffende wijze te verzwakken kon de
sterkte ervan ongeveer gelijk gemaakt worden aan die van het
zijdelings uitgestraalde licht.

Op deze wijze gelukte het, om op één foto tegelijkertijd Hd
op te nemen, zoals deze zijdelings en zoals deze end-on uitge-
zonden wordt.

Het enige verschil in de beide emissies bestaat hierin, dat de
zijdelingse en de end-on emissie van verschillende laagdikten
afkomstig zijn (verhouding ruim 1 op 100),

De enige onderstelling is nu nog deze, dat de lichtverdeling
over de buis homogeen is, een feit, dat gekontróleerd werd.

Beide opnamen werden tot intensiteiten herleid en de kurven
daarna met elkaar vergeleken. Zij toonden hetzelfde frappante
verschil in breedte, als de kurven I en IV van fig, 7,nbsp;\'

gen, dat de invloed van de absorptie weergeeft. Daartoe behoeft
men slechts de ordinaten met gelijke abscis op elkaar te delen.

geeft de hoogte van deze lijn ons een kwalitatieve maat voor de
absorptie.

Het resultaat van twee dergelijke opnamen — resp, bij 0.5 en
1 ampère genomen — wordt in fig, 8 en fig. 9 weergegeven.

Op de plaatsen, waar de zijdelingse emissiekromme maxima
heeft, vertoont de quotientkromme juist twee minima, beant-
woordend aan twee plaatsen van maximale absorptie.

De diepte der maxima is ongeveer gelijk. Zelfs wordt blijk-
baar iets sterker geabsorbeerd dan l]^.

Deze proeven tonen aan, dat van abnormaal grote absorptie
van Ij^ onder deze omstandigheden geen sprake is. Daarmee is
ook de onderstelling van een metastabiel niveau vervallen en dus
het pleit ten gunste van de nieuwe theorie beslist.

Opnamen bij lagere stroomsterkte toonden aan, dat de quo-
tientlijn dan meer en meer tot een horizontale lijn gaat naderen,
naarmate de stroomsterkte en dus de absorptie afneemt.

verhouding 1,8 lang niet bereikt werd. Nu men echter weet, dat
/ƒ sterker geabsorbeerd wordt dan //;., is dat ook niet te ver-
wachten, omdatnbsp;in de lengterichting ook bij zwakke stroom-

Ie, de lichtverdeling in de buis is tennaastenbij homogeen
(want de quotientkromme nadert in de limiet voor i = O tot
een horizontale lijn),

belangrijk van de theoretiese waarde af (1,3 in plaats van 0,8) en
schijnt voor sterkere stromen naar de theoretiese waarde te kon-

KWANTITATIEVE ABSORPTIEMETINGEN AAN Ha.
1. Kwantitatieve bepaling van de absorptiekoëfficient.

Het leek na de resultaten, in het vorige hoofdstuk vermeld,
altijd nog gewenst, om over de grootte van de absorptie een
kwantitatieve uitspraak te kunnen doen. In principe is dit, ook
voor het absorptiespektrum van het aangeslagen atoom, een
eenvoudige zaak. In hoofdstuk I § 3 werd de grondgedachte
reeds vermeld.

De moeilikheid is echter, om een spektrum van zodanige inten-
siteit te krijgen, dat deze laatste de intensiteit van het door de
absorptiebuis uitgezonden licht ter plaatse van de emissielijn
nog enige malen overtreft, daar anders de nauwkeurigheid der
metingen niet meer toereikend is en de gehele absorptiemeting
illusoir wordt.

Met de ontladingsbuis, die in hoofdstuk H beschreven is, wer-
den zeer intense, door absorptie verbreedde Balmerlijnen ver-
kregen, die aan de gestelde eisen voldeden.

Een bezwaar van deze ontladingsbuis was en bleef steeds, dat
zij steeds slechts na enige uren bedrijf konstant wordt en verder,
dat de gloeikathode de noodzakelik zware belasting van 1,5 a 2
ampère slechts kort verdraagt,

In de loop der experimenten werd dan ook de kathode uit-
neembaar aangebracht en steeds zwaarder gekonstrueerd. Meestal
was het echter reeds na een of twee weken bedrijf noodzakelik,
om het oxydlaagje of de gehele kathode te vernieuwen.

De resultaten, die met deze twede methode verkregen werden,
overtroffen de voorgaande aan zekerheid en precisie en lieten
omtrent de getrokken konklusies niet de minste twijfel meer
open,

„absorptielijnquot;) vermeld, zoals die uit metingen bij verschillende
druk en verschillende stroomsterkte gevonden werden.

Uit de tabel volgt wel, dat de verhouding varieert met de
omstandigheden, maar grote afwijkingen van de eenheid komen
niet voor, In het algemeen is iets zwakker dan I^.

Gaat men uit van de veronderstelling, dat de breedte van
absorptie- en emissielijn beide voor het allergrootste deel door
het Dopplereffekt bepaald worden, dan moet men verwachten,
dat zij beide ongeveer dezelfde gedaante hebben.

De metingen bieden direkt de mogelikheid, om beide te verge-
lijken, cmdat bij de bepaling van de absorptielijn ook de emissie-
lijn van de buis gefotografeerd en uitgemeten wordt.

Er moet dan echter eerst op drie dingen gelet worden: de
gemeten intensiteitsverdeling in het trappenrooster moet nog
gekorrigeerd worden (zie hoofdstuk IV § 2),

Bovendien is de emissiekurve nog gedeformeerd door de zelf-
absorptie in de buis. Nu echter de absorptiekoëfficiënt kwantita-
tief gemeten is, laat zich de gevonden emissiekromme met grote
nauwkeurigheid voor die absorptie korrigeren.

Ten laatste bestaat er voor de onderlinge vergelijking nog dit
bezwaar, dat de mtensiteitsverhouding in het emissie- en in het
absorptxe-doublet niet dezelfde is. Er resulteert daardoor een
kurve, die er nogal heel wat anders uitziet

Wij geven hier twee voorbeelden weer, waarin de genoemde
bewerkingen zijn toegepast .(fig, 10),

Men ziet, dat de verschillen klein zijn. Een schatting van de
effektieve temperatuur uit de breedte van de lijnen voert tot een
temperatuur van 200° Celsius. De schatting is slechts ruw, daar
met gekorrigeerd is voor het eindig oplossend vermogen van het
apparaat en omdat geen rekening gehouden is met de multiplet-
struktuur. De ware temperatuur is dus stellig lager.

TOETSING VAN DE THEORIE VAN SCHRöDINGER
DOOR ABSORPTIEMETINGEN IN DE EERSTE
LEDEN VAN DE BALMERREEKS.

Wij zullen in het volgende laten zien, hoe men uit metingen
aan absorptielijnen, die van hetzelfde niveau uitgaan, de verhou-
ding van de absorptiekansen B, die voor die lijnen karakteristiek
zijn, kan bepalen.

De bekende definitie van Einstein voor de waarschijnlikheid
d W, dat een atoom in de toestand 2, dat zich in een stralings-
veld van de ruimtelike dichtheid q (per frequentieinterval d v)
bevindt, in een tijdsinterval dt één quant hv.j^ absorbeert, luidt

Met behulp van deze definitie zijn we in staat, om de hoeveel-
heid licht d l aan te geven, die per sekunde geabsorbeerd wordt
in een laagje met een oppervlak O en een dikte d x, als de inten-
siteit van de (loodrecht op O) opvallende straling gelijk aan I is
en het aantal atomen per c.m.^, dat zich in de toestand / = 2
bevindt = N^.

I is gedefinieerd als de hoeveelheid energie (in ergen), die
per sekunde op een oppervlak ter grootte van een c.m,2 valt en
hangt in dit geval dus samen met q volgens de formule

waarin k {v] de absorptiekoëfficient voor een frequentieinterval
tussen V env d V voorstelt.
Uit deze formules volgt:

Het oppervlak van de absorptielijn is dus evenredig met het
aantal aangeslagen atomen per c.m,3, en met de grootheid

Maakt men nu b.v. voor H ^ en H phei quotiënt van beide op-
pervlakken op, dan blijkt dit gelijk te zijn aan:

In het voorgaande werd ondersteld, dat de gemeten absorptie
uitsluitend samenhangt met de overgang van atomen uit de
toestand 2 naar de toestand 3 (resp, 4 of 5) onder absorptie van
straling van de betreffende frequentie.

Wij zijn echter gedwongen, om met een andere omstandigheid
rekening te houden, die de gemeten absorptie van de lijnen
vermindert en dus ook het quotiënt kan beïnvloeden, (zie hoofd-
stuk I § 2).

Een kleine fraktie van de atomen in de absorptiebuis is name-
lik in hogere energie-toestanden dan de toestand / = 2 aanwezig
hetgeen reeds uit het feit blijkt, dat de buis de Balmerserie zeer
intensief uitstraalt.

Wordt nu een atoom in de toestand / = 3 met straling van
de frequentie r.g bestraald, dan verkrijgt het daardoor een kans
532, om onder invloed van die straling zelf de frequentie
te emitteren en wel juist in de richting van de opvallende bundel.

Het is dus noodzakelik, om met de geïnduceerde emissie reke-
ning te houden bij de interpretatie der proeven.

die tussen beide grootheden bestaat, en uit analoge overwegingen
als die in § 1 gegeven werden, wordt dan het oppervlak van de
lijn gegeven door

gewichten van de toestanden 1 = 2, resp, l = 3,
Voor het quotiënt, v, vinden we nu de uitdrukking:

te vinden, is het nog noodzakelik, om het experimenteel bepaalde
quotiënt V te vermenigvuldigen met een faktor

Beide grootheden a en x zijn kleiner dan 1; de korrektie faktor
k is dus groter dan en ongeveer gelijk aan 1,

Wij zullen later aantonen, dat het hier een korrektie van
enkele procenten betreft,

3, Het termschema van waterstof en de over gangswaar schijn-
Ukheden in het atoom.

Er treden tengevolge van het feit, dat de leden van de Balmer-
serie meervoudig zijn, allerlei komplikaties op, die we moeten
trachten te overzien.

Anderzijds wordt juist door de aanwezigheid van een fijn-
struktuur een nieuwe mogelikheid geopend van een toetsing langs

T
I
I

2nbsp;1

Figuur 11 geeft het termschema en de overgangen weer tussen
de niveau\'s l = 2 en l = 3 en laat dus zien, hoe de eerste lijn van
de Balmerserie Ha, in emissie en in absorptie tot stand komt,
(Het onderscheid met de volgende leden van de serie is niet zeer

groot. De onderlinge afstanden in het hogere niveau en de over-
gangswaarschijnlikheden worden iets anders; bovendien treden
er niveau\'s met hoger azimutaal quantengetal k op, die echter
wegens de verbodsregel voor de k niet tot de emissie bijdragen
en dus van geen belang zijn voor ons.

De theorie kent nu, zoals bekend is, aan ieder dezer niveau\'s
een bepaalde overgangswaarschijnlikheid A oi B toe naar elk
ander niveau.

Het is direkt duidelik, dat al deze absorptiekansen niet maar
zonder meer gesommeerd mogen worden, als men de totale
absorptie wil bepalen: de verdeling der atomen over de verschil-
lende toestanden speelt in de resulterende absorptie een grote
rol. Omtrent deze verdeling maken wij voorlopig de onderstel-
ling, dat zij voor de niveau\'s met gelijk hoofdquantengetal even-
redig is met het statistiese gewicht van elke toestand, In dat
geval kunnen wij het niveau als één geheel beèchouwen, dat
gekarakteriseerd wordt door een absorptiekans 693, een statisties

Uit de door de theorie gegeven g\'s en B\'s volgt dus direkt de
waarde voor en S23,

Dezelfde onderstelling omtrent de bezetting der deelniveau\'s
legt nu ook de intensiteitsverdeling in het absorptiedoublet vast.

En wel worden tengevolge van deze onderstelling de inten-
siteiten in het absorptiedoublet evenredig met de a priori-inten-
siteiten in het emissiedoublet.

Cquot;

8 71 h vquot;\'

zelfde is, wordt g^ B^j evenredig met gj Aj^ en blijkt dus, dat
emissie en absorptie bij bezetting volgens de statistiese gewichten
evenredig zijn.

De a priori-intensiteiten, die voor het emissiedoublet berekend
zijn, zijn dus direkt bruikbaar voor het absorptiedoublet.

Fig. 12 geeft de intensiteitsverdeling in//« en in H^ weer. De
verschillende niveau\'s zijn voorgesteld door punten op twee hori-
zontale lijnen. De onderlinge afstand is evenredig met de afstan-
den, zoals de theorie die geeft.

De snijpunten van deze lijnen met een horizontale lijn, die
zodanig tussen de twee andere horizontale lijnen in ligt, dat de
afstanden zich verhouden als de totaalsplitsingen der beschouw-
de niveau\'s, geven de ligging der komponenten in de juiste
frequentieschaal weer.

De hoogte der kolommen boven deze snijpunten is een maat
voor de intensiteit van de komponent.

Hierbij is gebruik gemaakt van de numerieke berekeningen,
die door verschillende auteurs voor deze doublets uitgevoerd
werden en die onderling in goede overeenstemming zijn -)
De verhouding van de komponent van korte golflengte tot die

Ook omtrent de totale overgangswaarschijnlikheden verstrek-
ken dezelfde auteurs gegevens.

In de vorige paragraaf hebben wij een onderstelling omtrent
de bezetting der verschillende niveau\'s gemaakt, die in de grond

\'I A. Sommerfeld en A. Unsöld Zs. f. Phys. 38, 237, 1926
-) E. Schrödinger Ann. d. Phys. 80, 476, 1926.
a) M, Y. Sugiura Journ. de Phys. 8, 113, 1927.

hierop neerkomt, dat aan dicht bij elkaar gelegen niveau\'s gelijke
kansen toegekend worden, om aangslagen te worden,

(De rol, die de faktoren g spelen, hangt met de ontaarding van
het probleem samen en is te overbekend, om er nader op in
te gaan,).

Deze onderstelling nu is in de grond willekeurig en wordt ook
door de feiten tegengesproken.

Zomin het emissiedoublet als het absorptiedoublet hebben,
zoals deze en vorige onderzoekingen aantonen, de theoretiese
intensiteitsverhouding.

Daarmee hangt samen, dat nu ook niet emissie en absorptie in
het doublet evenredig behoeven te zijn, hetgeen ook inderdaad
niet het geval is.

Men kan deze afwijking van de theoretiese verhouding als
anomalie betitelen, ofschoon dit aan de feitelike toestand geen
recht doet wedervaren.

Blijkens de metingen worden vooral bij lage druk bepaalde
niveau s bij voorkeur aangeslagen.

Op deze voorkeur bij het aanslaan is reeds door Prof, Ornstein
en Dr, Burger gewezen bij hun onderzoekingen omtrent helium,

Over deze voorkeur zullen wij nog nader spreken en hier alleen
nagaan, hoe onze beschouwingen door dit feit beïnvloed worden.
Het blijkt allereerst, dat onze beschouwingen over de te ver-
wachten verhouding der totaalabsorpties van //q,///; en//j; niet
streng meer opgaan.

Behalve de korrektie voor negatieve absorptie treedt er dus
nog een nieuw onbekend element in de metingen op.

Toch is deze korrektie niet van zeer grote betekenis wegens de
omstandigheid, dat de gemeten afwijking van de theoretiese ver-
houding niet groot is. De invloed van de gemeten afwijking kan
enigszins nagegaan worden; verschillende overwegingen leiden
ertoe, om aan te nemen, dat er een analogie bestaat tussen het
aanslaan door elektronen en het aanslaan tengevolge van de
absorptie van een lichtquant.

Nu kunnen door absorptie slechts p-toestanden ontstaan, omdat
de grondtoestand een s-toestand is.

Waarschijnlik worden dus ook bij direkte aanslag door elek-
tronen in hoofdzaak p-toestanden gevormd.

Beschouwen wij een oogenblik het extreme geval, dat het 2 s-
niveau in het geheel niet aangeslagen wordt. Dan vervalt bij het
opmaken van de intensiteitsverhoudingen het s-p-doublet, (zie
fig. 11).

In dit extreme geval wordt de totale (absorptie) intensiteit
voor //a 17 % kleiner en voor Hp 22 %, Het quotiënt wordt
dus 5 % groter.

Men mag dus aannemen, dat de optredende afwijking in de
bezettingsverhouding gene of een zeer kleine invloed heeft op
de totaalverhouding.

Dezelfde extreme onderstelling (slechts p-niveaus worden aan-
geslagen) voert natuurlik, indien men haar voor het emissie-
doublet doorvoert, tot een geheel ander resultaat.

Daarmede is op ongedwongen en eenvoudige wijze het feit ver-
klaard, dat beide intensiteiteitsverhoudingen in verschillende
mate en ook in verschillende zin afwijken van de theoretiese.

Men komt n.1. tot de volgende resultaten, die zowel experiment
als theorie weergeven;

Men is nu in staat, om omgekeerd uit de metingen aan het
absorptiedoublet van Ha, Hf} of Hy een konklusie te trekken
over de ware bezettingsverhouding.

De uitkomst moet voor elk van deze lijnen natuurlik dezelfde
zijn. Deze theoretiese eis laat zich als volgt formuleren;
de dubbelverhouding

is onafhankelik van de omstandigheden en gelijk aan 0,89 (resp,
0,95 voorHß en Hy].

Deze twede toetsing is onafhankelik van de eerste, kan echter
met hetzelfde meetmateriaal uitgevoerd worden.

ding der oppervlakken bepaald te worden (hetgeen analyse zou
vereisen), maar kan de verhouding der topwaarden van k ge-
nomen worden.

Experimenteel is men dus gesteld voor de eis, om onder gelijke
omstandigheden (konstante intensiteit, stroomsterkte, spanning,
druk) de drie intensiteitskrommen E, C en A (zie hoofdstuk I,
§ 3) fotografies vast te leggen.

De fouten, die hun oorsprong vinden in de fotografiese methode
en de fouten, die optreden tengevolge van variaties in de inten-
siteit der ontladingsbuizen zijn van gelijke orde.

Beide foutenbronnen werden zoveel mogelik geëlimineerd, door
op één plaat een reeks opnamen te nemen, die zo groot gekozen
werd, als in verband met het konstant blijven der temperatuur
mogelik was.

Natuurlik werd een reeks opnamen van de twede lijn inge-
sloten door twee reeksen van de eerste lijn. Deze twee reeksen
werden opgenomen op dezelfde plaat en gaven zodoende na uit-
werking een duidelik beeld van de mate der bereikte konstant-
heid in de ontladingsbuizen.

De buizen werden reeds \'s morgens in bedrijf gezet en onon-
derbroken bedreven, totdat aan het eind van de middag de
opname beëindigd was.

Tegen drie uur had zich in den regel een toestand ingesteld
die zeer bevredigend stationnair te noemen was.

Wij merken hier nog even bij op, dat het stationnair zijn van
de emissiebuis (E) geen vereiste is. Men kan na uitwerking der
krommen C en £quot; de laatste met een zodanig gekozen getal ver-
menigvuldigen, dat de zijkanten samenvallen. Op deze wijze
heeft b,v, nog onlangs mej, A, Schrammen \'-^j gewerkt bij een
absorptiemeting aan de singuletresonantielijn van cadmium.

Onnodig te zeggen, dat daardoor de precisie der metingen in
ieder geval geschaad wordt. Bij onze metingen was een dergelijke
korrektie overbodig, doordat de zijkanten van C en £ steeds
binnen enkele procenten samenvielen.

Ook vertoonden de enkele opnamen van E, resp, van C en A
onderling behoudens kleine, toevallige afwijkingen goede over-
eenkomst.

De volgorde van de opnamen voor Ha en Hy was steeds: E,
A. C, C, A, E en voor Hß-, E, A, C, C, A, E, C, A, E. De belich-
tingstijd was n,l, voor Hß kort (1 minuut) en voor Ha en Hyveel
langer (4 en 6 minuten).

De zwartingsmerken werden aangebracht met behulp van een
gematteerd gloeilampje, dat in de stralengang tussen A en de
monochromator geplaatst kon worden en volgens de methode
der spleetbreedtevariatie.

Bij het fotometreren werd zorg gedragen, dat alle opnamen op
precies dezelfde hoogte doorgefotometreerd werden.

Vaak werd de plaat ook nog op een andere hoogte doorge-
meten, om een twede onafhankelik gegeven te krijgen.

De verkregen registrogrammen werden 8 X vergroot gepro-
jekteerd en overgetekend op millimeterpapier en daarna grafies
gemiddeld.

Beschikt men over een groot materiaal voor een plaat, dan
heeft het geen zin, om dit alles grafies te middelen.

Het verdient dan aanbeveling, om de fotogrammen in gedeelten
te middelen en de einduitkomsten numeriek te middelen. Men

\'1 Op enkele dagen waren de spanningsvariaties in het stadsnet de oor-
zaak van een hinderlijke inkonsekwentie.
2) A. Schrammen, Ann. d. Phys. 87, 638, 1928,

verkrijgt op deze wijze tegelijk een waardevolle aanwijzing om-
trent de gemiddelde fout, in de intensiteitsmeting gemaakt.

De aanpassing der golflengteschalen geschiedde eerst met be-
hulp van referentielijnen. Later, nadat meermalen gekonstateerd
was dat het zwaartepunt van A met dat van E en A samenviel,
werden de krommen eenvoudig zo op elkaar betrokken, dat een
symmetriese ligging ontstond.

Natuurlik zou het voordeel opgeleverd hebben, indien men de
leden der Balmerreeks gelijktijdig had kunnen fotograferen Dit
zou aan de nauwkeurigheid der metingen zeker ten goede zijn
gekomen.

Om verschillende praktiese en principiële redenen echter is
de uitvoering van deze gedachte met één trappenrooster niet goed
mogelik.

Men zou op de bekende wijze het trappenrooster moeten krui-
sen met een spektrograaf, die achter het interferentie-apparaat
geplaatst wordt.

Afgezien echter van het bezwaar, dat de onvolkomenheid van
lenzen en prisma het buigingsbeeld altijd enigszins bederven en
het bijna onmogelik is, om het buigingsbeeld voor ƒ/„ Hß en
Ny gelijktijdig scherp op de spleet van de spektrograkf af te
beelden, bestaat er een principiële moeilikheid: door een kleine
draaiing van het trappenrooster om een vertikale as, wordt het

Deze stand waarborgt maximale intensiteit en nauwkeurigheid.
Het is nu onmogelik, om deze gunstigste stand tegelijk voor ver-
schillende lijnen te realiseren, waarmee dus het beoogde voor-
deel geheel vervalt,

verhouding van Ba tot Hp te meten: in het geval n,l,, dat 04 = n-^
zou zijn (bezetting volgens de statistiese gewichten) voorspelt de
theorie een bepaalde intensiteitsverhouding (voor tot2,18
en voor Hp tot Hy : 1,90).

Indien men de juistheid van deze theoretiese waarde aanneemt,
kan men uit de afwijking van de gemeten verhouding ten op-
zichte van de theoretiese onmiddellik vinden, hoeveel de faktor

De laatste grootheid kan men door berekening uit de voorhan-
den metingen afleiden.
Voor n^ geldt de betrekking :

A23 is uit de theorie bekend (— 0,4,108) en de absolute waarde
van f k (i\'J d v is gemakkelik uit de absorptiemetingen af te
leiden,

Hl is bekend, als druk en dissociatiegraad bekend zijn. De
laatste kan = 100 % gesteld worden.

10-\'\' ligt. De onzekerheid, die er in dit getal ligt tengevolge van
de onzekerheid in de bepaling van ni, is niet zeer belangrijk, om-
dat alleen de logarithme van deze grootheid voor ons van be-
tekenis is.

Het is nu nog te overwegen hoe men tussen deze waarden moet
interpoleren, om — te vinden.

Men heeft wel getracht, de bezetting der verschillende niveau\'s
door een effektieve elektronentemperatuur te beschrijven,

moeten zijn. Dit laatste is nu echter niet het geval, zoals bij de
berekening van en I blijkt en we trouwens uit de intensiteits-
metingen van 1. A. Bongers in de Balmerreeks reeds wisten
Het verschil, dat optreedt, is echter niet groot en het is niet

De berekening voert dan voor Ha en Hp tot een waarde voor
K, die ongeveer 1.08 is en voor H/j en T/j, ongeveer 1,04. De on-
zekerheid in deze faktor bedraagt enkele procenten,

De eerste resultaten werden verkregen aan Ha en Hf}.
Aangezien de metingen op verschillende dagen geschied waren,
worden de uitkomsten hier niet vermeld. Vergelijking met de
theoretiese waarde leerde echter al aanstonds, dat de orde van
grootte van de totaalverhouding bevredigend klopte met de
theorie.

Vervolgens werd getracht, om (bij dezelfde druk, als waarbij
de onderzoekingen naar de metastabiliteit gedaan waren) een ab-
sorptiemeting aan Ha en Hf} onder zoveel mogelik gelijke om-
standigheden te doen.

De moeilikheid daarbij is, dat de absorptie noch te groot noch
te klein mag zijn, omdat anders al gauw óf Ha ói Hp onmeet-
baar wordt.

Er werden voor Ha twee series verkregen bij 250 en bij 220
m.ampère, die aan redelike eisen voldeden.

Voor het aanbrengen van de korrektie voor negatieve absorptie
werden vroegere intensiteitsmetingen in de Balmerreeks aan
dezelfde buis gebruikt.
De diskussie van deze korrektie volgt later, (Hoofdstuk VHI),
De resultaten van deze metingen waren in opvallend goede
overeenstemming met de theorie. Deze overeenstemming berust

gedeeltelik op toeval, omdat de gemiddelde fout, die uit de
onderlinge overeenstemming der kurven af te leiden is, 20 a 30 %
bedraagt.

Na deze metingen werd overgegaan tot een twede toetsing aan
dezelfde lijnen en onder andere omstandigheden.

Daarbij werd van de hulpanode gebruik gemaakt, waardoor
de effektieve buislengte tot op een vierde verkort wordt.

Vervolgens werd de druk zo hoog opgevoerd, als met de gege-
ven spanning mogelik was en de stroomsterkte zodanig aange-
past, dat de absorpties in het gunstige gebied kwamen te liggen.
Het resultaat was in hoofdzaak hetzelfde, als bij de metingen
bij lage druk verkregen werd.

Het scheen daarna nog gewenst en mogelik, om ook nog eens
voor Hp en H y de vergelijking door te voeren. Nieuwe moeilik-
heden traden daarbij niet op. Een bezwaar bij kleine drukken
{dus lange buis) is, dat het eigen licht van de absorptiebuis voor
Hy hinderlijk sterk gaat worden. De intensiteit is zelfs groter
dan die van de emissiebuis. Slechts door lange reeksen opnamen
en herhaald zorgvuldig fotometreren gelukte het, om de gemid-
delde fout zo klein te maken, dat ook bij deze omstandigheden
nog een bruikbaar resultaat werd verkregen.

Figuur 13 geeft een voorbeeld van de verkregen krommen voor
Ha en H^, fig. 14 voor Hp en Hy.

Voor de oppervlaktebepaling werden de krommen over elkaar
heen getekend, om de onzekerheid in het tekenen der zijkanten
zo klein mogelik te maken.

Het resultaat der gezamenlike metingen vindt men samenge-
steld in tabel IV, waarin naast de theoretiese waarden uitsluitend
de empiries gevonden eindgetallen zijn weergegeven, zoals zij
tenslotte bepaald werden, nadat alle korrekties waren aange-
bracht, en tevens de omstandigheden, waaronder zij bepaald
werden.

De afwijkingen van de theoretiese waarden zijn vrijwel naar
het toeval verdeeld en zijn van de te verwachten grootte.

Het is niet goed mogelik, om nog hogere leden in de serie te
meten langs dezelfde weg, aangezien de absorpties ten slotte te
klein worden en de eigen intensiteit van de buis te groot.
Resumerend kan men dus zeggen, dat de metingen, zowel.

De absorptie-doublets van HyJ en
Hy onder gelijke omstandigheden.
De twee krommen voor Hj; beant-
woorden aan een meting onmiddelik
vóór resp. na de meting van Wp.

dubbelverhouding betrekking hebben, een goede bevestiging vor-
men voor de theorie.

schijnlikheden afgeleid, die binnen de meetfouten overeenstemt
met. de theoretiese waarde. De auteurs vinden n,l. als eindge-

middelde 4.68. De afwijking van de theorie bedraagt 10 % en
IS juist gelijk aan de middelbare fout, die de schrijvers opgeven.

Men kan bezwaar maken tegen de wijze, waarop in dit artikel
voor negatieve absorptie gekorrigeerd wordt. Echter gaat het hier
slechts om een onzekerheid van enkele procenten, terwijl boven-
dien waarschijnlik het aanbrengen der juiste korrektie de eind-
waarde iets dichter bij de theoretiese zou brengen.

Onze experimenten vormen een bevestiging langs direkte weg
(n.1. door rechtstreekse bepaling van het aantal overgangen) van,
wat de genoemde auteurs langs indirekte weg konkluderen

Daarmee ontvangt dus genoemde indirekte weg, n.1. de disper-
sietheorie, steun, -

_ De emissiemetingen in de Balmerreeks voerden tot intensiteiten
die met schenen overeen te komen met de verwachting der
theorie.

Ook emissiemetingen in de fijnstruktuur voerden juist in die
gevallen, waarin men de beste overeenstemming met de theorie
zou verwachten, (lage stroomsterkte en druk) tot intensiteiten
die weinig geleken op de theoretiese.

We weten nu,, dat\'al deze feiten geen anomalieën zijn, maar
uitslmtend veroorzaakt worden door de biezondere wijze, waarop
de aanslag door. de elektronen geschiedt en waaromtrent al te
eenvoudige ondÊrstellingen waren gemaakt.

In \'t biezonder blijkt de omstandigheid, dat de gemiddelde
kmetiese energie van de atomen groot is, ten opzichte van de
energieverschillen in de fijnstruktuur, geen garantie op te leveren,
dat de verdeling over die niveaus volgens de statistiese gewichten
zou moeten zijn, ,\'nbsp;.

In het voorgaande hebben wij ons voornamelik bezig gehouden
met het bepalen van karakteristieke atoomkonstanten, om daar-
door tot een toetsing van de theorie van het waterstofatoom te
geraken.

De afhankelikheid van de uitwendige omstandigheden (druk,
temperatuur, stroomsterkte, samenstelling van het gasmengsel,
werking van de buiswand) werd toen niet opzettelik onderzocht,
In het algemeen is het onderzoek van de aanslagkondities een
veel ingewikkelder probleem dan het eerstgenoemde, maar daar-
om niet minder interessant.

Er deden zich nu bij de proeven, zoals zij uitgevoerd werden
met het doel om de atoomkonstanten vast te leggen, enige opval-
lende feiten voor, die een nader onderzoek waard zijn.

Het belangwekkendste zijn de metingen bij lage druk, omdat
in dat geval de onderlinge invloed, die de atomen van elkander
ondervinden, het geringst is. Het mechanisme, waardoor de
atomen aangeslagen worden, speelt dan de hoofdrol,

In het volgende zullen wij de resultaten bespreken van een
reeks metingen, waarbij de emissie en de absorptie van Ha als
funktie van de stroomsterkte onderzocht werd bij konstante
druk (0,01 m,m.).

Op één plaat werden opnamen gemaakt bij vier verschillende
stroomsterkten in de absorptiebuis, n.1.: 75, 150, 250 en 500 m.-
ampère.

Bij de opname bij 500 m.amp, is men genoodzaakt, om de hulp-
anode te gebruiken, omdat anders de absorptie te groot is, om
gemeten te kunnen worden.

Ten einde de metingen bij lange buislengte met die bij korte
buislengte te kunnen vergelijken, werd de opname bij 250 m.amp.
met beide buislengten uitgevoerd.

Men heeft in de onderlinge vergelijkbaarheid der gevonden
absorptie- en emissiekrommen bij 250 m.amp, een kontróle voor
de juistheid der metingen.

De overeenstemming was in emissie beter dan in absorptie,
zoals, gezien de kleinere bereikbare nauwkeurigheid bij een ab-
sorptiemeting ook te verwachten was.

De evenredigheidsfaktor tussen de beide metingen is echter
nóch gelijk aan de verhouding der buislengten, nóch voor emissie
en absorptie dezelfde: terwijl n,l, de verhouding der effektieve
buislengten ongeveer 1 op 4 is, is de verhouding der absorptie-
koëfficienten ongeveer 1 op 7.5 en die der emissie 1 op 5,3,

Dit resultaat doet op het eerste gezicht enigszins bevreemdend
aan. Het wordt echter volkomen begrijpelik, als men bedenkt, dat
het veellijnenspektrum tengevolge van de aanwezigheid van het
elektrodemateriaal in de korte buis sterker is dan in de lange
buis. Daaruit blijkt, dat de koncentratie der molekulen in de korte
buis groter is en dus die der atomen geringer.

Ook is de druk in de korte buis iets lager dan in het lange
gedeelte: het gas stroomt namelik van de anode naar de
kathode i).

Dat de genoemde faktor in emissie en absorptie niet dezelfde
is, wordt ook uit de verdere resultaten begrijpelik.

De gevonden krommen worden weergegeven in fig, 15, De
afzonderlike metingen bij 250 m,amp, zijn daarbij tot één geheel
verwerkt.

krommen zo is gekozen, dat dezelfde getallen als bij de absorptie-
krommen ook als maat voor de emissie kunnen dienen.

Dientengevolge zijn de drie eerste figuren, zowel wat emissie
als wat absorptie betreft, onderling vergelijkbaar.

Vroegere experimenten toonden aan, dat de druk in het anode-einde
van de buis betrekkelik veel hoger is, dan op de plaats, waar de keno-
meter aangebracht is, zolang geen gebruik gemaakt wordt van de vlot-
terinrichting.

Bij de destijdsgebruikte opstelling kon de korrektie wel een faktor vier
bedragen. Naar schatting is echter in dé door ons bij de definitieve
metingen gebruikte opstelling de druk, die de kinometer aangeeft hoog-
stens 1,5 maal kleiner, dan de druk in het anode-einde. Het drukverval
in de lange buis is dus zeker wel geringer, omdat de kenometer door
een vrije lange en nauwe buis (1 c.m. diameter) verbonden is met de
ontladingsbuis.

de aangegeven waarden voor de absorptie met 7,5 en voor de
emissie met 5,3 vermenigvuldigen.

Men moet de nauwkeurigheid van deze metingen niet zo hoog
aanslaan als die voor de vergelijking van Ha met Hp , omdat in
dit geval voor iedere absorptiemeting slechts één opname C en
een opname A ter beschikking stond.

De f-kromme kon voor alle opnamen gelijktijdig bepaald wor-
den en is door drie opnamen vastgelegd.

Verder is de absorptiemeting bij 250 m,amp, het nauwkeurigst
vastgelegd, omdat daarin meerdere opnamen verwerkt zijn.

De gevonden emissiekrommen zijn voor zelfabsorptie gekor-
rigeerd, De korrektie voor de intensiteitsverdeling in het trap-
penrooster is echter niet aangebracht, omdat deze de vorm der
kromme zo weinig beinvloedt. Aan enige getallen kunnen wij dit
duidelik maken; neemt men de intensiteit in het midden der
figuur als vast aan, dan moeten de waarden aan de rand van de
figuur met een korrektiefaktor 1,20 vermenigvuldigd worden. Op
de plaats van de intensiteitsmaxima bedraagt de faktor on-
geveer 1,04,

Men ziet uit deze figuren allereerst, dat de totale absorptie
en emissie met stijgende stroomsterkte onderling vrijwel even-
redig blijven; de emissie neemt echter in het algemeen iets minder

Een merkwaardig verloop geven de intensiteitsverhoudingen
~ bij stijgende stroomsterkte te zien.

Bij geringe stroomsterkte zijn de afwijkingen van de theore-
tiese waarde (0,8) het grootst. Terwijl echter voor de emissie —

De afwijking vindt dus, zoals vroeger ook reeds opgemerkt is,
in verschillende richting plaats.
Bij stijgende stroomsterkte konvergeren echter, zoals men uit

de figuren zou kunnen afleiden de waarden voor ^^. naar een
gemeenschappelijke limiet,nbsp;\'nbsp;\'

ioo

—I_

zetting volgens de statistiese gewichten. Men ziet, dat de, gevon-
den punten naar de stippellijn schijnen te konvergeren.

Bij stijgende stroomsterkte naderen dus de bezetting,sver-
houdingen van het twede en derde niveau meer en meer tot die
volgens de statistiese gewicliten. - \' ■ \'r ;/ lt;

Opmerking verdient het nog, dat de gevonden waarden voor ~
niet direkt vergelijkbaar zijn met de vroeger gevondene,,omdat de

buis bij deze proef door een onbekende oorzaak een spoor stikstof
bevatte, dat als een zwakke spektrale verontreiniging zichtbaar
was-

Men weet, dat sporen van een vreemd gas het spektroskopies
gedrag van een ander gas zeer sterk kunnen beïnvloeden,

In het biezonder is dit ook van stikstof t.o,v, waterstof uit
andere metingen bekend, (zie volgende paragraaf).

In fig, 17 geven wij nog de kurven weer, die aangeven, hoe Ij^
en bij toenemende stroomsterkte toenemen. Zowel de stroom-
sterkte, als de intensiteit is logarithmies uitgezet,

Ter bepaling van de grootte van de negatieve absorptie werden
ook nog enkele malen aan dé buis emissiemetingen in de Balmer-
reeks uitgevoerd en eventueel voor absorptie gekorrigeerd.

Het resultaat van oudere metingen (bij 0,01 m.m,) wordt in
onderstaande tabel weergegeven: de intensiteit van Ha is daarbij
gelijk aan 100 gesteld.

De zijdelingse metingen, waarbij de absorptie in de lichtbron
geen rol speelt, zijn gebruikt bij de schatting van de grootte der
korrektie voor negatieve absorptie.

Aan het einde der onderzoekingen werd echter getracht, om
de metingen nog eens te herhalen, om de bewuste korrektie met
nog iets meer zekerheid te kunnen vastleggen.

Helaas speelde ons daarbij de reeds eerder genoemde veront-
reiniging met stikstof parten.

Dat deze afwijking echter vrijwel uitsluitend aan de veront-
reiniging met stikstof is toe te schrijven, wordt waarschijnlik
gemaakt door recente metingen van Prof. Dr. L.S, Ornstein en Dr,
H, C, Burger, waarbij de verhouding van Ha tot Hp langs
direkte weg (met thermo-relaisopstelling) gemeten werd als
funktie van verschillende omstandigheden.

Als nevenresultaat van de metingen kwam het feit naar voren,
dat een spoor stikstof de intensiteitsverhouding van Ha tot H p
aanmerkelik doet veranderen en wel in dezelfde zin, als waarin
onze metingen afwijken van de vroeger gedane.

Het verval in de serie wordt n,l door het toevoegen van een
spoor stikstof aanmerkelik steiler.

Aangezien bij onze absorptiemetingen aan Ha, en Hy ter
bepaling van de verhouding der Einsteinse B\'s geen stikstof in de
buis aanwezig was, hebben wij de oude korrekties aangehouden.

Dat het hier overigens om zeer kleine bedragen gaat, kan
blijken uit het feit, dat bij aanwending der extreme verhoudingen,
zoals wij die uit onze laatste metingen vonden, de korrektie voor
neg, absorptie slechts 4 % kleiner wordt.

Onderstaande tabel geeft de waarden, die voor Hp en Hy
gevonden werden, als men weer Ha 100 stelt,

Toch laat zich uit de metingen afleiden, dat evenals bij hogere
stroomsterkte, ook bij hogere druk de niveau-bezetting meer en
meer tot die volgens de statistiese gewichten nadert.

Het is ook mogelik, om de gevonden stroomafhanke-
likheid als een zuiver drukeffekt op te vatten, aangezien bij
hogere drukken de dissociatiegraad van het gas en daarmee de
koncentratie der atomen zeker hoger zal zijn dan bij lage
drukken. Men zou daartoe de dissociatiegraad van het gas
moeten kennen.

Heid te zeggen, Is het geoorloofd, om de totaalintensiteit van de
bijbehorende spektra als maat voor de koncentratie aan te nemen,
dan zou men geneigd zijn, te zeggen, dat blijkens de spektrale
samenstelling het gas vrijwel uitsluitend atomen bevat.

Deze konklusie blijft echter altijd enigszins onzeker en wacht
nog op bevestiging langs andere weg.

Bij het onderzoek naar het mechanisme van de aanslag door
elektronen van het waterstofatoom, zal het molekuul steeds als
ongewenst bijmengsel optreden en dus zoveel mogelik wegge-
werkt worden.

Door zorgvuldige studie van het te kiezen gasmengsel en zoveel
mogelik elimineren van de invloed van het elektrodemateriaal is
in deze richting nog veel te bereiken.

Door gelijktijdige absorptie-en emissiemetingen als hierboven
beschreven, kan men een groot aantal onafhankelike gegevens
tegelijkertijd bepalen, die het wellicht mogelik maken, om de
niveaubezetting ondubbelzinnig vast te leggen als funktie van de
uitwendige parameters.

1.nbsp;Bij means of an echelon grating (resolving power in the
visible region: 180.000 -340.000) the intensity distribution
in the first line of the Balmer series is studied as emitted
from a long tube at a very low pressure.

2.nbsp;Through comparison of the intensity distribution in the light
from the end of the tube with that from the side of the tube,
the conclusion is arrived at, that in the fine stucture of the
level for which 1 = 2, the lower level is not meta- stable.

3.nbsp;Bij passing the light of another hydrogen tube (which acts
as an emission tube and the broadened lines of which form
a suitable continuous background for;^ the measurement)
through the first tube the absorption coëfficiënt inside the
emission line is more quantitatively determined. In* general
the component of longer wavelength () is more absorbed
than the component of shorter wavelength {).

4.nbsp;Bij measuring the intensity ratio of the absorption doublets of
Ha, Hp and Hy and by measuring the total absorption
[jkdv] of these lines, two independent tests of the
Schrödinger theory of the hydrogen atom can be applied.
The results are in agreement with the theoretical data.

in absorption and as a function of current and pressure»
the selection principle for electron impact, which was found
by Ornstein and Burger in the heliumspectrum, is confirmed
for our case.

A = anode;
K = kathode.

Fig. 4.

A = absorptiebuis; E = emissiebuis; L = lens;
S = spleet; Pr = prisma; M = spiegel; O = okulair;
P = plaat.

Tusschen S en iM bevindt zich een rood filter.

A, en A.. = anoden; O = gloeikathode; V, en Vg = giasvensters;
Q = kwikvanger; Mc L = verkorte Mac Leod of kenometer;
VI = glazen vlotter; D = diffusiepomp in twee trappen;
E = excentriese motorpomp; kj tot en met k^ kapillaire buizen;
M = buitenmanometer; P= poreusplaatje; S = stijgbuis; O,, zuurstofbombe;
Ho = waterstofbombe.

Ten onrechte baseert Mohler zijn beschouwingen op de
onderstelling, dat bij elektronenbotsing de stralingsintensiteit even-
redig is met de stroomsterkte.

De A-waarden, die Sugiura aangeeit voor het H-atoom,
zijn niet direkt vergelijkbaar met de experimentele resultaten van
Wien.

Er is een tussenvorm denkbaar van de Fabry Perotinterfero-
meter en het trappenrooster volgens Michelson, die bij gelijk op-
lossend vermogen belangrijk lichtsterker is dan deze beide.

De verklaring, die Sommerfeld en Unsöld geven voor de
intensiteitsanomalie in het doublet van H^, is niet juist.

De intensiteiten van twee door absorptie gestoorde lijnen
zijn niet additief, als zij elkaar gedeeltelik overdekken.

Het feit, dat nog nooit bij atomaire waterstof resonantie
is waargenomen, berust op de grote Dopplerbreedte der lijnen.

quot; 4quot;nbsp;fer * 4nbsp;\'

A		d JU	A ÖX	d ^max	d Vrnax
7000.10-8	1,5687	426	1,69.10\'quot;\'	0,82710-8	1,69
6563	5708	511	1,82	720	1,67
6000	5740	663	2,03	592	1,65
5461	5782	884	2,27	481	1,61
4861	5846	1286	2,64	369	1,56
5358	5924	1882	3,06	284	1,50
4047	5991	2486	3,42	236	1,44
3500	6175	4566	4,40	159	1,30

Druk	Stroomsterkte	(abs.)
0,10 m.m.	500 m. amp.	0,84
0,01	200	0,67
0,01	250	0,84
0,01	250	0,90
0,01	250	0,83
0,01	250	0,85
0,005	250	0,865
0,005	220	1,07
0,05	70	1,01
0,05	115	0,93
0,05	250	0,96
0,04	70	0,97
0,04	115	0,83
0,09	137	0,76
0,08	250	0,863

			■ 65
			TABEL IV.

						V
	I		II	III		IV
Öruk (in m.m.)	0,005	0,005	0,085		0,085	0,012
Stroomst. (in m. A)	220	250	250		,250	300
ßuislengte (M.)	4		4	1		1	4
Theorie		= 5,37		B2	4 = 2.66
		■D25 ^25
Totaalverhouding	5,55	4,95	4,90		2,46	2,42
Afwijking v. d. th.	37o	- 97o	- 10 %		- . 97O	- 107o
Dubbelverhouding	0,91	0,92	0,945		0,87^	1,01
Theorie	It	a	\\lM 0,91		amp;	.M a-\\ljß Ö,9(	^ = 0,96
Afwijking v. d. tH.	2%	3,o/o	6 0/0		- 8O/0	127o
In zekere zin vormen de metingen tegelijk een steun voor de quantenmechaniese dispersietheorie. Kort geleden n.1, hebben Agathe Carst en R, Ladenburg 0 uitvoerige dispersiemetingen gepubliceerd, die betrekkirig hebben op Ha en H^, Met behulp van de moderne dispersieforomuFes wordt dan uit

	Hp	Hy
end- on 200 m. amp. . .	37	6,5
end- on 500 m. amp. . .	55	9,8
zijdelings 200 m. amp. .	28	6,2
zijdelings 500 m.amp.	26	6,2

	Hp	Hy
zijdelings 250 ni. amp.	0.01 m.m.	11,7
zijdelings 250 m. amp.	0.1 m.m.	11,4	2,56