INTENSITEITSMETING IN HET
HELIUMSPECTRUM EENER GECON-
DENSEERDE ONTLADING.

m

-.... ...... ... ■

-i^Jrî..

■ Siît'.VH^. . ■

liSSii

.... ...

'v

-nbsp;. ..A;,nbsp;...,

■'•i-^t.-!'.- -X..:nbsp;y.;

.'a'''

' Xi-'

INTENSITEITSMETING IN HET
HELIUMSPECTRUM EENER GECON-
DENSEERDE ONTLADING.

PROEFSCHRIFT

TER VERKRIJGING VAN DEN GRAAD VAN DOCTOR
IN DE WIS- EN NATUURKUNDE AAN DE RIJKS-
UNIVERSITEIT TE UTRECHT, OP GEZAG VAN DEN
RECTOR-MAGNIFICUS Dr. C. G. N. DE VOOIJS,
HOOGLEERAAR IN DE FACULTEIT DER LETTEREN
EN WIJSDEGEERTE, VOLGENS BESLUIT VAN DEN
SENAAT DER UNIVERSITEIT TEGEN DE BEDEN-
KINGEN VAN DE FACULTEIT DER WIS- EN NA-
TUURKUNDE TE VERDEDIGEN OP MAANDAG 3
APRIL 1933 DES NAMIDDAGS TE 4 UUR, DOOR
HERMAN PIETER BOUWMAN
GEBOREN TE ROOSENDAAL (N. Br.)

DRUKKERIJ G. J. WILLEMSE, DOMPLEIN 11, UTRECHT.

BIBLIOTHEEK DER
RIJKSUNJVERSITEJT
UTRECHT.

-.gg.;; -y

- ^ ■f^My^m' /-^''quot;V'/Vnbsp;t^i

- y.-'

^^A^ M/JN VROUW.

Si ^nst' n'jtó'i^'i^u »Mirt! -Ue^?: gt;-.nbsp;^'»-«'«fnbsp;' v

'ns-i sin^iîsA'jamp;bsvôtt sV. r.s-i

M

t „■■ . ' inbsp;, ' - 6quot; •nbsp;. m-

b^h^'vnbsp;-i.nbsp;.. vquot;!nbsp;-..a..............-nbsp;_ .nbsp;•■nbsp;. .

I ' T-

y/

1--

.nbsp;'.a-- - h..nbsp;quot; -nbsp;.■

Bij het beëindigen van dit proefschrift is het mij een behoefte U.
Hooggeleerde de Vries. Nijland en Moll mijn oprechten dank te
betuigen voor het van U genoten onderwijs.

Dankbare herinneringen bewaar ik nog aan de nagedachtenis van
de Hooggeleerden Julius en Kapteijn.

Voor allen gaat echter mijn dank uit naar U, Hooggeleerde Orn^
stein, hooggeachte Promotor, voor al wat gij tot mijn wetenschap-
pelijke vorming hebt bijgedragen en bovenal voor de leiding en steun
gedurende zoo langen tijd van 11 ondervonden bij het onderzoek
waarvan dit proefschrift het resultaat is. Uw voortdurende belang-
stelling zoowel in het werk als in de persoon van Uw leerlingen,
maakt dit werk aangenamer en spoort aan tot volhouden in moei-
lijke oogenblikken.

Zeergeleerde van Gittert voor de van U in velerlei opzichten
genoten raad en medewerking, die ik niet licht zal vergeten, betuig
ik U mijn welgemeenden dank.

U, waarde Willemsc dank ik hattelijk voor de vele, steeds zoo
grif verleende hulp bij ontwerp en constructie der apparaten. Voor
Uw blijvende vriendschap houd ik mij aanbevolen.

Ten slotte mijn dank aan allen, die mij op eenigerlei wijze bij mijn
onderzoek behulpzaam zijn geweest.

. A Vjt

..quot;ibii.^à
,cr

l»-quot;; - Ji. . ,

■ . -o-'.^ -J.-.nbsp;■ ■ y'., 'nbsp;...■■.•■ ■•

Ï3SI

INHOUD.

Inleiding...........

Principe der methode.......

De definitieve opstelling.....

Voorloopige metingen van enkele lijnen

met verzwakkers........

Definitieve meting van een aantal lijnen bi

een bepaalde Heliumdruk.....

Metingen bij verschillende gasdruk . .
Enkele vergelijkende metingen met de

pyrometer-methode.......

Breedtemeting bij X 4922A (2P—4D) bi
20 m.m. gasdruk ........

.A'

» ■ • ' • ^ . .

J . . -nbsp;'nbsp;' .nbsp;.nbsp;•nbsp;,nbsp;.nbsp;. •• • ■•Ntquot;* * ^ •-

..........-M

HOOFDSTUK I.
INLEIDING.

In de laatste jaren zijn vele onderzoekingen omtrent de intensi-
teiten der lijnen in het He-spectrum bij verschillende condities
gedaan.

Een overzicht daarvan vindt men in D. Burger, Onderzoekingen
in het spectrum van Helium. Diss. Utrecht 1928, blz. 44—58.

Als latere onderzoekingen zijn nog te noemen de onderzoekingen
van Hodges and Michels. Intensity measurements in the He-
spectrum. Phys. Rev. 32 — 913 — 1928.

Deze schrijvers hebben een 13-tal lijnen gemeten bij variaties in
vullingsdruk van 1.92—34.2 m.m. Hg.

En tenslotte de metingen van W. Elenbaas: Intensiteitsmetingen
in het Heliumspectrum. Diss. Utrecht 1930.

Elenbaas bepaalde de optische aanslagfunctie en de polarisatie-
toestand van een 12-tal lijnen in het zichtbare spectrum, waaronder
de vonklijn.

De door hem gebruikte methode is deze, dat het gas tot emissie
wordt gebracht door het zenden van electronen, van een gloeispiraal
afkomstig, in een veldvrije ruimte, waarin zich Helium bevindt. De
electronensnelheid en de gasdruk konden gevariëerd en gemeten
worden.

Tot nu toe ontbreken evenwel onderzoekingen over den invloed
van de stroomdichtheid op de intensiteit van de uitgezonden spec-
traallijnen, speciaal bij groote stroomdichtheden, zooals deze te ver-
krijgen zijn met gecondenseerde ontladingen.

Verloopen daar de intensiteiten, zooals in eerste benadering te
verwachten is, evenredig met de stroomdichtheid of treden andere
verschijnselen op.

Bij overigens constante omstandigheden zal de energie-emissie
van een bepaalde lijn evenredig zijn met het aantal aanwezige
emissie-centra per volume-eenheid.

Neemt nu in een ontladingsbuis de stroomdichtheid toe, d.w.z.
neemt het aantal electronen toe, dat door botsingen tegen de gas-

atomen de lichtemissie veroorzaakt, dan ligt het voor de hand, dat
daarmede ook evenredig de uitgezonden energie van iedere spec-
traallijn zal toenemen.

In een ontladingsbuis is het evenwel onmogelijk alleen de stroom-
dichtheid te veranderen zonder dat ook de andere omstandigheden
daardoor beïnvloed worden.

De volgende invloeden zullen of kunnen zich doen gelden:

Ie. Bij grootere stroomdichtheid in de ontladingsbuis zal het
potentiaal verval in de buis grooter kunnen worden, vooral
bij het inzetten van de ontlading.

2e. Bij zeer groote stroomdichtheden zijn er veel meer electronen
per volume-eenheid gedurende de ontlading. Er zullen tegen
eenzelfde atoom meer botsingen optreden, voordat het aan-
geslagen atoom weer in zijn stabiele toestand is.

3e. Sterkere ionisatie van het gas zal dus kunnen optreden, waar-
door interatomaire velden ontstaan.

4e. Andere veldverdeelingen kunnen in de capillair optreden.

Door deze omstandigheden zal de bij eerste benadering te ver-
wachten evenredigheid verloren gaan.

De lijnen uit verschillende series zullen verschillend beïnvloed
kunnen worden, terwijl dit ook met de lijnen uit één serie het geval
kan zijn, en bovendien zullen Stark-effecten kunnen optreden, ten-
gevolge van de ionisatie van het gas.

Het doel van ons onderzoek is experimenteel te bepalen hoe in
een ontladingsbuis van de gebruikelijke vorm — een Geiszler'sche
buis — de intensiteit'van de uitgezonden lijnen samenhangt met de
stroomdichtheid.

Omdat de bovengenoemde verschijnselen ook beïnvloed kunnen
worden door een verschil in de druk van het gas, zijn voor een aantal
lijnen de metingen bij verschillende druk gedaan.

Uit de lijnverbreedingen, die bij de grootere drukken optreden,
was te concludeeren tot het bestaan van sterke inter-atomaire velden,
daar de verbreeding wel aan Stark-effect moet worden toege-
schreven.

Getracht is daarom in een enkel geval de verbreeding van de lijn
te volgen.

Principe der methode, i)
Allereerste metingen. — Bezwaren daartegen.

Nadat verschillende pogingen waren gedaan om een regelbare
stroomdichtheid in de capillair van een Geiszler-buis te verkrijgen,
O-a. door gebruik te maken van een Wommelsdorf-electriseer-
machine, die geen van alle bevredigend resultaat opleverden, zijn
we tenslotte uitgegaan van het volgende beginsel:

Laat men in een ontlaadkring de capaciteit en de zelfinductie con-
stant en verandert men alleen de ontladingsspanning, dan zal de
stroomdichtheid vrijwel evenredig met de ontladingsspanning ver-
anderen.

Om dit te bereiken gebruikten we de volgende opstelling. •

M

GBi.

■01 «

fig. 1.

Een condensator C wordt ontladen door een verstelbare vonken-
baan VB (zie fig. 1) en een Geiszler-buis (G.B.)

Als condensator werd gebruikt een cylindrische Leidsche flesch,
hoogte van de bekleedsels 30 c.m., straal 6]/2 c.m., dikte van het glas
0,4 c.m.

De vonkenbaan had 2 bolvormige electroden van 0,5 c.m. middel-
lijn en was naast de condensator afzonderlijk opgesteld.

Daar bij het begin van ons onderzoek nog geen buizen van be-

1) Vgl. Bouwman: de invloed der stroomdichtheid op de intensiteit van
uitgezonden spectraallijnen. Physica III, blz. 183 — 1923.

kende druk voorhanden waren, zijn de eerste metingen gedaan met
buizen uit den handel van een onbekende druk.

De condensator werd geladen door den secundaire stroom van
een groote inductieklos {!.). Daartoe was de secundaire stroom
gelijkgericht door aan het andere uiteinde van de draad een gelijk-
richter aan te brengen naar aarde.

Als gelijkrichter is gebruikt een speciale Philips' hoogspannings-
gelijkrichter (K) met gloeikathode, gloeispanning 10 volt, gloei-
stroomsterkte 8,3 Amp. maximaal.

De klos werd gevoed met 220 V. gelijkstroom met roteerende
kwikinterruptor.

De capillair der buis werd via rookglasverzwakkers, die zich tegen
de lens LI bevinden en de lens L2 afgebeeld op de spleet van een
Fuesz-glas-spectograaf.

De lens LI werkte daarbij als condensor, de lens L2 als afbeel-
dingslens.

De verhouding der intensiteiten werd uit de verkregen zwartings-
krommen bepaald op de gebruikelijke wijze, i)

De eerste opnamen werden gedaan met Wellington Panchroma-
tische platen, alle met eenzelfde belichtingstijd van 20 minuten.

Eerst hebben we eenige waarnemingen gedaan in het waterstof-
spectrum, daarna in het Helium-spectrum. De uitkomsten hebben,
zooals uit het volgende blijken zal, slechts orienteerende waarde.

De waarnemingen bij waterstof bevestigen geheel de verschijn-
selen waargenomen door Wood. 2) Bij O en 0,5 m.m. vonklengte
trad het veellijnig spectrum helder, dat der Balmer-lijnen zwak op.

Bij 1 m.m. werden de lijnen der Balmer-serie sterker, het veellijnig
spectrum zwakker, bij 1,5 en 2 m.m. vonklengte verdween het veel-
lijnig spectrum bijna geheel en werden de Balmerlijnen intens, wat
te verwachten was, omdat bij kleine stroomdichtheden het molecuul-
spectrum, bij grootere het atoomspectrum overweegt.

Bij verdere vergrooting der vonklengte trad een sterke verbreeding
der Balmerlijnen op, waarschijnlijk als gevolg van een Stark-effect
in de interatomaire velden.

1)nbsp;Vgl. Omstcin — Moll — Burger. Objective Spektralphotometrie. Vleweg
Braunschweig 1932, in het vervolg geciteerd als: Ornstein l.c.

2)nbsp;R. W. Woed. Atomic hydrogen and the Balmer-serie-spectrum. Phil,
mag. 44 — 1922.

Werden buisjes met een andere gasdruk gebruikt, dan waren
deze verbreedingen geheel anders. Ook bijmengsels veranderden de
verschijnselen zeer, zoodat bij definitieve onderzoekingen sterk op
de zuiverheid van het betreffende gas is te letten.

Beide waarnemingen waren overeenkomstig die van Hulbert i) en
Newman 2).

De verschillende lijnen werden verschillend beïnvloed.

Van de waarnemingen bij Helium zij alleen vermeld, dat de lijn

4686 A een sterke afwijking vertoonde van de andere lijnen en
veel sterker in intensiteit toenam bij stijgende stroomdichtheden, een
Waarschijnlijk verloop, daar deze lijn tot het vonkenspectrum van He
behoort, terwijl de andere waargenomen lijnen booglijnen zijn.

Dat deze stijging sterk van de omstandigheden afhangt zou in het
verdere onderzoek blijken.

Wilden we nauwkeurige waarnemingen omtrent het intensiteits-
verloop der spectraallijnen doen. dan kleefden groote bezwaren aan
de oorspronkelijke opstelling en waren de in het geding tredende
grootheden tc weinig gedefinieerd.

De in het voorloopig onderzoek aan den dag getreden bezwaren
^aren de: volgende:

Ie. Bleek het gewenscht over grootere stroomdichtheden in de
capillair te kunnen beschikken.

Daarvoor bezat de gebruikte condensator een te kleine capaciteit
en was de zelfinductie van de ontladingsketen te groot, zoodat ook
de trilhngstijd een te groote waarde had.

Door verder opvoeren van de ontladingsspanning was het niet
hogelijk de gewenschte grootere stroomdichtheden te verkrijgen,
omdat dan bij de gebruikte condensator doorslag optrad.

2e. De ontladingsspanning van de vonkenbaan was slechts weer-
gegeven in de electrodenafstand en daaruit slechts bij grove benade-
ring af te leiden. Het meten van deze spanning was noodig.

3e. De temperatuur van de capillair was niet constant en nam
bij de gebruikte opstelling sterk toe bij toenemende stroomdicht-
heden.

Dit is een ernstig nadeel, omdat in de eerste plaats de gasdruk

1)nbsp;Hulburt: The broadening of the Balmerseries lines with pressure. Phys.
Rev. 22 — blz. 24 — 1923.

2)nbsp;Newman. The visibility of individual spectra. Phil. mag. 45 — 1923.

in de capillair daardoor beinvloed wordt, maar ook, omdat de
energie-ontwikkeling per tijdseenheid in de capillair dan niet con-
stant is.

Bij bepaalde energietoevoer zal de capillair ook een bepaalde
stationnaire temperatuur aannemen. Kan omgekeerd gezorgd worden
dat deze temperatuur constant blijft, dan is ook de per tijdseenheid

toegevoerde energie constant.

4e. Maken we de opnamen, zooals boven, bij een constante
belichtingstijd, dan is het aantal ontladingen, dat waargenomen

wordt, zeer verschillend.

Daar juist de per ontlading uitgestraalde intensiteit een karak-
teristieke grootheid is, is de onder punt 4 genoemde wijze van

opnemen ontoelaatbaar.

We moesten dus trachten een opstelling te verkrijgen waarin al
de genoemde bezwaren werden vermeden. Deze wordt in het vol-
gende Hoofdstuk beschreven.

1. Dc definitieve opstelling, i)

IVnbsp;AM

'WWWnbsp;^- ^

fig. 2

In fig. 2 is de definitieve opstelling weergegeven. Het inductorium
werd gevoed door 220 V. 500 perioden wisselstroom. Een ampère-
meter (A) was in de primaire stroom opgenomen.

De secundaire stroom van het inductorium wordt via de gelijk-
richter (K) naar dc hoogspanningscondensator (C) gevoerd.

De gelijkrichter is naar deze zijde verplaatst, omdat gelijkrichting
aan de aardzijde een te groot spanningsverschil met de omgeving
gaf en vonkoverslag plaats had.

Om het tempo van lading te kunnen regelen, wat later noodig
bleek, moest de gloeistroom regelbaar zijn.

De gloeidraad werd daarom gevoed met behulp van een tusschen
primaire en secundaire windingen hoog geïsoleerde olie-transfor-
mator (Tc) primair bedreven met 130 V.

In de primaire van de transformator was nu een schuifweerstand
(W) en een ampère-meter (AMl) opgenomen.

Bepaald is, dat 8,3 Amp. in de gloeidraad overeenkomt met 1,3
Amp. primair.

1) Het ontwerp van de electrische apparaten is hoofdzakelijk van den
conservator Willemse afkomstig, die de bouw geleid heeft en ook de ijking
grootendeels verrichtte.

Vóór de hoogspanningscondensator is een spanningsmeetinstal-
latie (S) aangebracht.

Aan de laagspanningszijde (aardzijde) is een milli-ampèremeter
ingevoegd, waarmede de gemiddelde ladings- of ontladingsstroom
te bepalen is.

De condensator bestond uit 6 tegen 7 metaalbelegsels, gescheiden
door dubbel spiegelglas van 6 a 7 m.m. dikte. Afmeting van de
glasplaten 30 X 40 c.m.2, van het bladtin 20 X 30 c.m.2

Het geheel was onder vacuum ingegoten met een mengsel van
1 deel colophonium en 2 deelen paraffine in teakhouten kist. De
voorwand van de kist bestond uit een ebonietplaat, waarop een olie-
vonkenbaan met micrometer-instelling is gemonteerd, benevens een
houder voor de Geiszler-buis.

De electroden van de vonkenbaan waren 2 cirkelvormige elec-
troden van staal, straal 1 c.m. Om de zelfinductie klein te houden,
was een ontladingskring noodig van klein oppervlak. Daarom waren
de vonkenbaan en Geiszler-buis parallel naast elkaar aangebracht
op korten afstand en, om vonkoverslag te voorkomen, gescheiden
door een ebonieten wand.

De capaciteit van de condensator is op de volgende wijze bepaald
(kennis van de waarde was noodig voor het ijken van de spannings-
meetinstallatie.).

Een precisie meettransformator 6000/100 volt werd met zijn hoog-
spanningszijde aan de condensator verbonden. De primaire van de
transformator was verbonden met het 130 V, wisselstroomnet met
tusschenschakeling van een voltmeter en frequentiemeter. In de aard-
leiding van de condensator was opgenomen een wisselstroommeter
van Moll. De thermobandjes hiervan waren verbonden met een
Siemens-galvanometer zonder voorweerstand.

Volgende aflezingen werden gedaan:

Vprim. = 132 V.
frequentie = 49,7.

Uitslag van den galvanometer = 23,0 m.m.

Daarna werden door den wisselstroommeter achtereenvolgens
stroomen gestuurd van 7 en 8 m.amp.; die uitslagen gaven resp, van
20,0 en 26,0 m.m. Hieruit blijkt, dat de galvanometer-uitslagen
zuiver kwadratisch van de stroomsterkte afhingen.

Daarna is voor de gemeten uitslag kwadratisch geïnterpoleerd,
gevende voor de capaciteitsstroom 7.46 m.amp.

Daar de meettransformator een transformatieverhouding 1 : 60
had was de hoogspanning 60 X 132 V. = 7920 volt.

Hieruit volgde voor de capaciteit van den condensator:

C^ ^ - 7,46X10^ p
V(o 2^7920X49,7
C:^ 0,00303^ F.
§ 2. De spanningsmeetinstallatie.

Het was noodig de spanning van de condensator te kunnen meten
Op het oogenblik dat de ontlading inzette, dus bij iedere ontlading
d« topspanning.

Daarom is het niet mogelijk eenig lineair of kwadratisch span-
nmgsmeetinstrument direct aan de toeleiding te verbinden, omdat
dan slechts een gemiddelde waarde van de spanning over den tijd
w^ordt gegeven, die bovendien nog afhankelijk zou kunnen zijn van
de omstandigheden in de ontlaadkring.

Om de topspanning te kunnen meten moesten we dus door middel
van een of meer ventielen een tweede condensator een spanning
geven, evenredig met de topspanning van de hoofdcondensator en
de spanning van deze tweede meten.

Om de tenslotte op deze wijze te meten spanningen niet te groot
te doen zijn en met kleine gelijkrichters toe te kunnen, was het
noodig een spanningsdeeling tot stand te brengen.

Oorspronkelijk was daarvoor de volgende opstelling ontworpen:
(fig. 3a)

Aan de toevoerleiding AB van de hoofdcondensator was een
luchtcondensator van kleine capaciteit C/ aangebracht. Deze was
op zijn beurt via een grootere condensator C2 aan aarde gelegd. De
aan de condensator optredende spanningen verhouden zich nu om-
gekeerd als hunne capaciteiten.

De hoogspanningszijde van C2 werd nu door middel van een
gelijkrichter KI en een morsesleutel S aan een derde condensator
C3 verbonden. Wilde evenwel de laatste condensator werkelijk de
maximum potentiaal aannemen, die de tweede condensator kreeg,
zonder dat deze met de laatste was verbonden, dan diende de via het
ventiel afgevoerde lading op de tweede gesuppleerd te worden. Dit
geschiedde via het ventiel K2 uit de aarde.

De gemeten eindspanning is nu evenredig met de topspanning van
de hoofdcondensator bij de ontlading.

Om de potentiaal van de laatste condensator te meten werd deze
door de sleutel S en de galvanometer G ontladen.

Deze 9pstelling bleek in de praktijk slecht te voldoen, daar de
volgende moeilijkheden zich voordeden:

Om namelijk voldoende snel een stationnaire toestand te bereiken
moest de derde condensator klein zijn; wilde men dan nog voldoende
gevoeligheid verkrijgen, zoo moesten de gebruikte spanningen hoog
worden. Dit was voor de gebruikte gelijkrichters bezwaarlijk, daar
dan de gloeidraden slap gingen hangen. (Oorspronkelijk werden
Philips' E lampen gebruikt met verbonden rooster en plaat, later zijn
in het laboratorium speciaal vervaardigde gelijkrichters gebruikt
met een gloeispanning van 4 V.).

Verlaagde men de spanning, dan was bijv. na 300 sec. nog geen
stationnaire eindtoestand verkregen. In dat geval gaan kleine
lekken een groote rol spelen, zoodat de ijking weinig waarde bezit.
Kleine veranderingen in de lekken en in de vonksnelheid geven
groote veranderingen in de meetconstante.

Bovendien gaven de tamelijk lange leidingen aanleiding tot hoog-
frequent inductie, die allerlei oncontroleerbare storingen gaven.

Na eenig zoeken werd tenslotte de volgende opstelling ge-
bruikt. (fig. 3b).

De condensator C3 werd vervangen door een Braun-electro-
meter, de galvanometer met omschakeling verviel, het geheel werd
in een kooi geplaatst, direct achter de hoogspanningscondensator.

Onderzoek naar den invloed van lekken wees uit, dat de meest
verschillende vonksnelheden identieke waarden voor de ontladings-
spanning gaven.

In dc gebruikte gebieden was dus de invloed van lekken te ver-
waarloozen. Later bleek het noodig, vooral bij hooge spanningen,
•ie meetapparatuur droog te houden, hetgeen door een „Föhnquot;

geschiedde.

De stationnaire toestand werd snel bereikt. Praktisch bleek deze
overeen te komen met den insteltijd voor de Braun-electrometer
(ongeveer 15 sec.).

De volgende overwegingen leidden tot een methode van ijking
van het toestel.

Stel de ontladingsspanning V, het vonkaantal per sec. n en de
capaciteit van de condensator C, dan zal men op dc milli-ampère-
meter, die in de aardleiding van de condensator is opgenomen, een
gemiddelde: ontlaadstroom aflezen, zoodanig dat:

i = nCV.

C was reeds bepaald, i is af te lezen; meet men nog n, dan vindt
men hieruit V.nbsp;. .

Leest men nu tegelijkertijd nog de uitslag van de electrometer
af, dan volgt hieruit direct de constante voor de spanningsmeet-
installatie.nbsp;, .

Het bepalen van n geschiedde door op de plaats van het Geiszler-
buisje twee vonkpolen aan te brengen op korten afstand van elkaar.
Bij iedere ontlading springt hier een vonk over. Deze vonk is afge-
beeld op het papier van een sneldraaiende registreertrommel, zoodat

daarop een reeks stippen ontstonden. Tegelijkertijd werd door een
spiegeltje, dat op een van de beenen van een stemvork was geplakt,
een, door een booglamp verlichte spleet op het papier afgebeeld,
zoodat daarop een sinusoide ontstond als tijdmerk. Op soortgelijke
wijze werd het trillingsgetal van de stemvork bepaald.

Uit de gemaakte fotogrammen en de gemeten stroomsterkte is
als verband tusschen de uitslag (U) van de electrometer en de
ontladingspotentiaal V gevonden. V = 1,28 U kV.

§ 3. De temperatuurmeting van de capillair.

Om de temperatuur van de capillair te meten werd aan de aard-
zijde van de capillair van de ontladingsbuis een van de contact-
plaatsen van een thermo-element bevestigd door middel van een
houten klem. De draden werden eenige malen om de capillair ge-
wonden en met de klem vastgezet.

Het thermo-element bestond uit een koper- en een constantaan-
draad, die elk aan een roodkoperen blokje waren gesoldeerd,
waaraan weer de twee aders van een loodkabeltje met geaarden
mantel eveneens gesoldeerd waren. Deze voerden naar een galva-
nometer via een weerstandsbank met shunt en voorweerstand. Als
galvanometer was beschikbaar een Siemens galvanometer, die met
een voorweerstand van 700 Ohm en een shunt van 200 Ohm i) een
goed bruikbare gevoeligheid en geschikte dempingstoestand bleek
te verkrijgen.

De temperatuur van de capillair werd constant gehouden, door
de weerstand (W) in de primaire leiding van de gelijkrichter (K)
(zie fig. 2) te regelen. Immers door een zwakkere gloeistroom is
de doorlatings-stroomsterkte van het kenotron kleiner en wordt de
condensator C langzamer geladen. Het aantal ontladingen per sec.
wordt dus ook geringer, waardoor de temperatuur van de capillair
daalt.

Het in het vorige hoofdstuk onder 4 genoemde ernstige bezwaar
— dat het aantal ontladingen per gegeven tijd niet gelijk is bij de
waarnemingen — werd als volgt ondervangen:

Daartoe overweegt men dat het aantal ontladingen per sec. even-

1) Later is deze galvanometer vervangen door een Moll-galvanometer met
900 Ohm voorweerstand en 100 in shunt.

redig is met de ontladingsstroomsterkte en omgekeerd even-
redig met de ontladingspotentiaal. Willen we dus telkens eenzelfde
aantal ontladingen fotografeeeren, dan moeten de belichtingstijden

varieeren, evenredig met waarin V de ontladingspotentiaal en

i de ontladingsstroomsterkte voorstelt. Om de i te kunnen meten
Was in de aardleiding van de condensator een milli-ampèremeter
(AM) opgenomen.

Voorloopige metingen van enkele lijnen met verzwakkers. i)
Bezwaren daartegen.

De metingen in dit hoofdstuk beschreven zijn gedaan met buizen
uit den handel met een onbekende druk gevuld. Spectroscopisch
bleek, dat het Helium in de buizen zuiver was, zoodat van ver-
ontreinigingen van de gasvulling geen fouten te verwachten zijn.

De opnamen zijn gedaan op Ilford-Special rapid panchromatische
platen, als ontwikkelaar werd gebruikt 1 deel glycine op 2 deelen
water. De ontwikkeltijd was 6 minuten.

Als verzwakkers zijn gebruikt rookglasverzwakkers, die wij voor
de verschillende golflengten geijkt hadden op hunne doorlaat-
baarheid.

De spectra zijn opgenomen met een breede spleet. De verhoudin-
gen der intensiteiten mogen dan uit de topzwartingen worden
afgeleid, zoolang de breedte van de lijn constant is. Dit was bij
de gebruikte buizen en opgenomen lijnen in voldoende mate het
geval.

Op de platen was verder als intensiteitsmerk het spectrum van
een geijkte standaardlamp opgenomen.

Uit de zwartingskrommen werden op de hier gebruikelijke, meer-
malen beschreven wijze de intensiteiten afgeleid, uitgedrukt in
de relatieve energieën van de energetisch geijkte standaardlamp.

Wilden we nu bij een zekere spanning een opname maken, dan
gingen we aldus te werk:

De vonkenbaan werd zoolang uitgeschroefd, tot we met de meet-
installatie de verlangde potentiaal waarnamen. Daarna werd de
temperatuur-aanwijzing opgenomen en vergeleken met die van de
vorige opname. Deze verschilde in het algemeen daarvan.

Nu werd de gloeiweerstand (w) zoolang gewijzigd, totdat de
aanwijzing met de vorige voldoende overeenstemde en na eenigen

1)nbsp;Vergl. Ornstein en Bouwman. Verlauf der Intensität im Heliumspectrum
bei kondensierten Entladung. Ztschr. f. Phys. 43, blz. 839, 1927.

2)nbsp;Vgl. Ornstein I.e.

tijd (± 5 min.) gecontroleerd. Vervolgens werd de ontladings-
stroomsterkte opgenomen en de verhouding berekend.

Uit deze verhouding en die van een vorige opname werd dan
de benoodigde expositietijd vastgesteld. De volgende tabel (1)
geeft een overzicht van de bij een bepaalde plaat gedane waar-
nemingen.

TABEL L

Helium
buis 1

Plaat G V
O 8t. temp. 14

De resultaten van deze voorloopige metingen van eenige lijnen
geeft tabel 2.

De horizontale rij a geeft telkens de intensiteit van de lijn ver-
geleken bij die van de standaardlamp voor dezelfde golflengte;
rij b geeft de relatieve energieën, afgeleid uit de energie-golflengte-
kromme van de gebruikte standaardlamp.

De lijnen zijn zoo gekozen, dat we voor hen zoowel de verzwak-
kers als de standaardlamp gebruiken konden.

De intensiteit bij 500 V is niet betrouwbaar, omdat de belich-
tingstijd niet voldoende aangepast is, wat noodig was, daar anders
bij de hoogere spanningen een te groote belichtingstijd gebruikt
had moeten worden.

Een. grafische voorstelling van deze resultaten geeft fig. 4.

TABEL 2.

A in A
Serie No.

4686
He Paschen
serie
4e term

ontladingssp.
in volts

De sterkte der lijnen beweegt zich van een maximum naar een
minimum om daarna weer te stijgen; vervolgens schijnen ze, of-

fig. 4.

schoon slechts zeer weinig, naar een minimum te dalen, althans als
men van de minder betrouwbare waarneming bij 0,5 kV afziet.
Een uitzondering maakt de He ion lijn (4686 A Paschen-serie)

die pas bij ongeveer 10 kV zichtbaar wordt en dan snel en door-
• loopend in intensiteit stijgt.

Vergelijken we de lijnen onderling en drukken ze uit in de rela-
tieve energie van de lijn A 5016 A (IS—2P) dan verkrijgen we
tabel 3.

. .nbsp;TABEL 3.

, In de grafische voorstelling fig. 5 zien we, dat de onderzochte
lijnen zich op dezelfde wijze gedragen, terwijl ook hier de He ion
gt; lijn een uitzondering vormt en gestadig in intensiteit toeneemt.

Aan de gebruikte wijze van opnemen en meten kleefden evenwel
nog een aantal bezwaren, waardoor de hier gevonden waarden niet
voldoende betrouwbaar zijn en het moeilijk is conclusies uit het
materiaal te trekken.

De voornaamste bezwaren waren de volgende:

1.nbsp;De gasdruk in de buizen was onbekend.

2.nbsp;De beschikbare verzwakkers bestreken een te klein golflengte-
gebied.

3.nbsp;Door het gebruiken van de verzwakker-methode moeten voor
de zwakkere lijnen zeer groote belichtingstijden gekozen worden.

Dit was een belangrijk bezwaar, omdat de groote belichtingstijden
juist optreden bij de groote spanningen. De praktijk wees nu uit,
dat de condensator een zóó langdurige belichting niet toeliet en
ten slotte zelfs doorsloeg, waardoor de opnamen langen tijd onder-
broken moesten worden.

4.nbsp;Het belangrijkste bezwaar, dat ook de grootste invloed had
op de betrouwbaarheid der metingen was evenwel het volgende: Om
bij een behoorlijk aantal stroomdichtheden te kunnen waarnemen
waren vaak 7 a 8 verschillende platen noodig, die met tusschen-
ruimten van verscheidene dagen of nog meer moesten worden
opgenomen. Daardoor zijn de omstandigheden nooit volkomen ver-
gelijkbaar. Bovendien worden de platen niet gelijktijdig ontwikkeld,
waardoor eveneens fouten kunnen ontstaan. Deze werden wel zoo-
veel mogelijk vermeden door op iedere plaat telkens een opname
onder dezelfde omstandigheden te doen en die onderling te verge-
lijken. Alleen die platen werden dan gebruikt, waarbij voldoende
gelijkheid optrad.

' 5. Een gering bezwaar was nog, dat het meten van een grooter
aantal lijnen en bij verschillende omstandigheden op deze wijze
buitengewoon tijdroovend werd.

Definitieve meting van een aantal lijnen bij bepaalde Heliumdruk.

Voor onze eerste definitieve metingen kozen we buizen met een
Heliumdruk van 6 m.m. Deze waren in het laboratorium vervaar-
digd en gevuld met He uit monazietzand verkregen en gereinigd.
De lengte van de capillair bedroeg 4.6 c.m., doorsnede inwendig
0-15 c.m. Bij de ontlading werd een luchtvonk inplaats van een
olievonk gebruikt. Het was n.1, gebleken, dat de olie bij iedere op-
name vernieuwd moest worden, daar ze ten deele verkoolde en
tenslotte het isoleerend vermogen sterk verminderde.

Van de ontladingsspanning werd een ijkingskromme gemaakt bij
verschillende electroden-afstanden, die nu en dan werd gecon-
troleerd.

Om de in het vorige hoofdstuk genoemde bezwaren te vermijden,
moesten we trachten, liefst alle waarnemingen voor een bepaalde
lijn op één plaat te krijgen. Na eenig probeeren is ons dat gelukt
door gebruik te maken van de methode der spleetbreedte-variatie. i)

Er konden dan op één plaat 14 spectra bij verschillende ont-
ladingsspanningen worden gefotografeerd en daar tusschen 2 X
vijf spectra van de geijkte standaardlamp bij 2 verschillende stroom-
sterkten en in 5 verschillende spleetbreedten.

De geschikte stroomsterkten moesten zoo gekozen worden^ dat
voor de betreffende golflengte de zwarting door de lamp en die
door de lijn veroorzaakt, onderling meetbaar waren.

Wij stelden ons ten doel het verloop van de intensiteit der lijnen
als functie der stroomdichtheden te bepalen. De verhouding van
de lijnen onderling hebben wij niet bepaald.

Daarom behoefde de intensiteit van elke lijn slechts uitgedrukt
te worden in de energieën van de standaardlamp bij dezelfde golf-
lengte.

Om de ware verhouding der intensiteiten te krijgen voor de ver-
schillende lijnen onderling zouden de gevonden waarden dan met

1) Vgl. Ornstein I.e.

een factor vermenigvuldigd moeten worden, welke factor voor
iedere golflengte verschillend is en afhangt van de plaatgevoelig-
heid en de dispersie van de gebruikte spectrograaf; dit als tenminste
gelijke belichtingstijden zouden zijn gebruikt. Daar dit laatste nu
niet mogelijk was, omdat de waargenomen lijnen te veel in intensiteit
verschilden, zoodat voor iedere lijn, soms voor een groep lijnen,
een afzonderlijke belichtingstijd noodig was, is hiervan afgezien.
De allersterkste lijnen moesten dan nog verzwakt worden, omdat
zelfs bij de kleinste belichtingstijden, die nog betrouwbaar waren
af te lezen, de door de lijnen veroorzaakte zwarting te groot was.

De intensiteiten zijn afgeleid uit de topzwartingen en de zwar-
tingskromme van de gebruikte standaardlamp op de in Utrecht
gebruikelijke wijze, i)

De energie-verhouding werd uit de topzwartingen afgeleid;
daartoe was het noodzakelijk met een breede spleet te fotografeeren.
Ter controle is nog nagegaan of de half en kwart waardebreedten
van de lijn in dit geval voldoende constant waren.

Bij de buizen gevuld met grootere druk is dit bij enkele lijnen
niet meer het geval, (zie Hoofdstukken VI en VII.)

Bij de keuze van de mogelijke stroomdichtheden waren we be-
perkt, omdat in de buurt van 35 kV tot tweemaal toe de conden-
sator is doorgeslagen, die dan weer uit elkaar genomen moest wor-
den en van nieuwe glasplaten voorzien, wat zeer veel tijd vorderde.

De aard van het onderzoek brengt mee, dat we geen hooge nauw-
keurigheid kunnen bereiken. Het geeft echter een voldoende beeld
van het verloop der verschijnselen bij de beschouwde ontlading.

De verschillende omstandigheden zijn slechts binnen, naar schat-
ting, 5 a 10 % constant te houden.

Zoo heeft de milli-ampèremeter, die de ontladingsstroom meet,
geen constante aanwijzing, maar schommelt om een bepaalde stand
heen, vooral bij de grootste stroomdichtheden.

Bij de grootste ontladingsspanningen zullen ook de gemeten
spanningen eenige afwijking van de werkelijke kunnen vertoonen,
vooral bij groote vochtigheidstoestand.

Droging door een Föhn verminderde deze fout.

De aanwijzing van de meetinstallatie hebben we bovendien ge-

1) Omstein l.c.

TABEL 4.

PI. R 29.

bel. tijd
30 sec.

Helium 6 m.m. i

i

V
i

temp. aanw.
Bel. tijd

controleerd met een grafiek over het verband tusschen vonklengte
en ontladingspotentiaal, i)

Gaven de fotogrammen geen betrouwbare zwartingskrommen,
dan zijn de betreffende platen niet gebruikt.

Een enkele maal bij zeer groote of zeer kleine intensiteiten zijn
deze door extrapolatie uit de beschikbare zwartingskrommen af-
geleid.

De mogelijke fout bleef daarbij zeker binnen de voor dit onder-
zoek toelaatbare grens.

Van de aldus gedane waarnemingen geven we hierbij een op-
name-tabel voor een bepaalde lijn.

Resultaten.

De uitkomsten van deze metingen zijn opgegeven in tabel 5.
Een grafische voorsteHing vindt men in de fig. 6. Daar zijn evenwel
slechts een beperkt aantal lijnen geteekend, omdat anders de figuur
te onduidelijk wordt.

In de grafische voorstellingen die bij Hoofdstuk VI gegeven
worden kan men de andere lijnen vinden.

(Bij tabel en grafische voorstelling moet in aanmerking genomen
worden, dat de meting bij 0,5 kV onbetrouwbaar is en slechts
oriënteerende waarde heeft.)

zo

JO 35 kV

fig. 6.

Uit de figuur zien we, dat de lijnen van een maximum naar een
minimum bij ongeveer 14 kV gaan, om vandaar vrijwel constant
te blijven of in zeer geringe mate naar een volgend maximum te
stijgen.

1) H. Ebert. Lehrbuch der Physik, blz. 620, deel II 1.

TABEL 5.

Helium 6 m.m.

TABEL 6.

(Verhouding tot intensiteit 4713)

Een uitzondering maakt de He ion lijn, die bij 6,5 kV voor het
eerst zichtbaar wordt en dan bij voortduring in intensiteit toeneemt.

Zoeken we van enkele lijnen de verhoudingen ten opzichte van
X 4713 A° (2p—4s), dan krijgen we tabel 6.

In de grafische voorstelling (fig. 7) zien we dat deze lijnen
vrijwel op dezelfde wijze verloopen. De lijnen zijn uit verschillende
seriën gekozen.

Conclusie: Bij vermeerdering van de stroomdichtheid worden bij
een druk van het Helium van 6 m.m. de verschillende series onge-
veer op dezelfde wijze beinvloed, al treden kleine afwijkingen op,
voornamelijk bij de kleinste stroomdichtheden.

Om de verschijnselen, vooral wat de afwijkingen betreft, beter
te kunnen volgen zijn we nu nog op de volgende wijze te werk
gegaan:

In de eerste plaats hebben we lijnen uitgezocht met gelijke begin-

en eindniveaux, respectievelijk bij het singulet en tripletspectrum
van het Helium en daarvan de intensiteitsverhoudingen opgemaakt.
De uitkomsten in % uitgedrukt geeft tabel 7.

TABEL 7.

10

fig. 8.

Uit de figuur volgt dat overeenkomstige termen uit overeenkom-
stige series zich bij het singulet en tripletspectrum van He op de-
zelfde wijze gedragen.

Tenslotte hebben we de intensiteitsverhoudingen gezocht van
twee opeenvolgende termen uit één reeks (hoogste serie-nummer
gedeeld door lager serie-nummer.)

Voor de uit het beschikbare materiaal te verkrijgen verhoudingen
vindt men de uitkomsten in de volgende tabel in %;

TABEL 8.

Ont-
ladingssp.
in kV

2P-5D
2P-W

2P-bD
2P-SD

2p-M
2p-Ad

2p-bd
2p-3d

2S-4P

218

25-3P

De uitkomsten zijn voorgesteld in de fig, 9.

Daarin zien we, dat de hoogste serie-nummers eerst sterker in
intensiteit toenemen dan de lagere tot een zeker maximum, terwijl
daarna de lagere nummers sterker stijgen.

De totale stijging is evenwel bij de hoogere nummers grooter
dan bij de lagere.

Metingen bij verschillende gasdruk.

Zooals reeds in Hoofdstuk I is meegedeeld, zal ook de gasdruk
invloed op de omstandigheden uitoefenen en zullen de intensiteiten
daardoor anders kunnen verloopen.

We hebben daarom voor de meeste lijnen de metingen herhaald
bij andere gasdruk.

Daarvoor hadden we, behalve de reeds gebruikte van 6 m.m., de
gasdrukken van 2, 12 en 20 m.m. gekozen, die voldoende ver uit
elkaar liggen, om merkbare veranderingen te kunnen krijgen.

§ 1, De metingen bij 2 m.m. konden slechts voor enkele lijnen
gedaan worden en voor sommige nog maar ten deele. Het bleek
n.l. dat daarvoor te hooge eischen aan de buizen werden gesteld.
Eerst zijn dezelfde buizen van gewoon glas gebruikt als bij 6 m.m.,
de capillairen sprongen evenwel bij de verwijding stuk bij 12 of 14
kV ontladingsspanning.

Toen zijn buizen van hardglas vervaardigd, die het even langer
uithielden, maar bij ± 20 kV sprongen ook die stuk, nu echter bij
dc insmelting van de electroden.

Daarna zijn buizen gebruikt met dubbele insmelting der elec-
troden, waarvan enkele het tot de hoogst gebruikte spanning uit-
hielden.

Maar nu deed zich een andere moeilijkheid voor. Bij deze lage
gasdruk trad sterke verstuiving der electroden op, zoodat na eenige
belichtingen de capillair zwart begon te worden en de buis onbruik-
baar werd. Dit gebeurde bij electroden van verschillend materiaal.

We hebben zoodoende alleen van de sterkste lijnen een volledige
opname kunnen doen, omdat we daar met korte belichtingstijden
konden volstaan. Van enkele andere konden we slechts het begin
van het intensiteitsverloop volgen, daar juist bij de grootste span-
ningen de langste belichtingstijden noodig zijn.

In het algemeen zijn de waarnemingen bij 2 m.m. minder nauw-
keurig, omdat Ie deze niet herhaald konden worden, wanneer om
een of andere reden de plaat minder bruikbaar was, 2e, omdat bij

de latere belichtingen eenige aanslag van verstoven electroden-
materiaal optrad bij de capillair.

De waargenomen intensiteiten zijn verzameld in tabel 9.

TABEL 9.

X Door extrapolatie verkregen - relatief groote fout.

Fig. 10 geeft van deze waarnemingen een grafische voorstelling.

We zien. dat de verschillende boogUjnen van een maximum naar
een minimum gaan bij 8 a 10 kV en vandaar vrijwel constant blij-
ven of zeer weinig in intensiteit stijgen, 5876 (2p—3d) stijgt iets
meer, terwijl bij deze gasdruk de vonklijn zeer snel en sterk in inten-
siteit stijgt.

Een vergelijking bij de verschillende gasdrukken volgt aan het
eind van dit hoofdstuk.

Het heeft geen zin hier de lijnen onderling te vergelijken, omdat
het materiaal daarvoor te onnauwkeurig is en te beperkt.

§ 2. Bij de metingen bij 12 m.m. gasdruk is op te merken, dat
bij de lijnen 4922—4713 en 4016 A resp. (2P—4D), (2p—4d) en
(2p—5d) reeds lijnverbreeding begint op te treden als gevolg van
Stark-effect, veroorzaakt door inter-atomaire velden. De verbree-

dingen zijn echter gering en daar met breede spleet is gefotogra-
feerd kan de maximale uitslag toch nog als een maat van de inten-
siteit dienst doen.

Bovendien blijkt in het volgend hoofdstuk, dat zelfs bij een vrij
sterke verbreeding de topintensiteit bij opname met breede spleet,
op gelijke wijze verandert, als de totale intensiteit.

In tabel 10 zijn de resultaten van deze metingen verzameld, ter-
wijl in fig. 11 enkele lijnen zijn geteekend.

Wij zien, dat het algemeene verloop zóó is, dat de verschillende
booglijnen bij benadering lineair met de stroomdichtheid in inten-
siteit stijgen.

De vonklijn 4685 wordt pas bij 17 kV meetbaar en stijgt zeer
langzaam in intensiteit.

Vergelijking met l 4713 als 100 geeft tabel 11, waarvan fig. 12
de grafische voorstelling geeft. Ook hier zien we evenals bij 6 m.m..

TABEL 10.

dat de verschillende lijnen uit de verschillende seriën ongeveer het-
zelfde verloop vertoonen, al worden hier de afwijkingen grooter
dan bij 6 m.m.

40

tabel'11.

if.*D

.nbsp;H.'

j i5—iS———33—trrr
fig. 12.

Tabel 12 geeft weer de verhouding der intensiteiten van enkele
lijnen der triplet en singulet systemen bij gelijke begin- en eind-
niveaux.

Deze zijn geteekend in fig. 13.

TABEL 12.

Ook hier kunnen we concludeeren, dat overeenkomstige lijnen
uit overeenkomstige seriën zich op dezelfde wijze gedragen. De

10-ü
10-1

onttaimgsspanni/ts

—,0 15 i'ö i5 ^ is '
fig. 13.

grootste afwijking treedt ook hier evenals bij 6 m.m. op bij de lijn
2p—4d.

Tenslotte geeft tabel 13 weer de intensiteitsverhouding voor
opeenvolgende termen van eenzelfde reeks.

TABEL 13.

Uit de grafische voorstelling fig. 14 zien we dat hier het gedrag
eenigszins anders is dan bij 6 m.m.

Bij grootere stroomdichtheden neemt de verhouding toe d.w.z. de

hoogere termen stijgen sterker in intensiteit dan de lagere termen
van een serie al is die stijging gering.

Wat wc hier waarnemen is wat we ä priori zouden verwachten.

HELIUM 12 mm

.iEziR

zt

antUdiPi

-^-'t5 ió S5 k V

fig. H.

immers bij vermeerdering van energie-toevoer zullen de hoogere
energie-niveaux de voorkeur krijgen.

§ 3. Bij de metingen bij 20 m.m. is op te merken, dat sterke
verbreedingen optreden tengevolge van Stark-effect bij de lijn;i

4922 A, 4472 A en 4026 A (resp. 2P—4D, 2p—4d, 2p—5d).
welke verbreedingen met de stroomdichtheid sterk stijgen en in de
buurt van 4472, zich tot bij de volgende gemeten lijnen uitstrekken.
Door een en ander is de nauwkeurigheid van de meting uit de top-
intensiteiten niet zoo groot meer, als bij de lage gasdrukken. Even-
als bij 12 m.m. zal evenwel uit het volgende hoofdstuk weer blijken,
dat de verandering van de top-intensiteit, ook nu nog, evenredig
is met die van de totale intensiteit.

In hoofdstuk VIII wordt in een enkel geval op de verbreeding
nader ingegaan.

De resultaten van de metingen bij 20 m.m. geeft tabel 14, terwijl
fig. 15 een voorstelling geeft van het verloop van enkele lijnen.

X 5876 A is alleen pyrometrisch opgenomen (zie volgende
hoofdstuk.)

TABEL 14.

20 m.m.

De lijnen stijgen nu veel sterker in intensiteit dan bij lagere gas-
drukken, alleen de vonklijn begint pas bij 17 kV meetbaar te wor-
den en stijgt dan langzaam in intensiteit.

fig. 15.

De verhoudingen tot 4713 A geeft tabel 15, voorgesteld voor
enkele lijnen in fig. 16. De onderlinge afwijkingen zijn hier nog
sterker dan bij 12 m.m.

TABEL 15.

De verhouding van enkele lijnen uit triplet en singulet systeem
geeft tabel 16, de grafische voorstelling hiervan vindt men in fig. 17.

TABEL 16.

ontladmgispanninj

quot;5-ZO 25 iö'

fig. 17.

Het wekt den indruk als zouden de lijnen van het triplet systeem
iets sterker stijgen dan die van het singulet systeem, ofschoon de
lijn 2p—4d daarvan een afwijking vertoont bij de kleinere stroom-
dichtheden, waar eerst de lijn van het singulet systeem sterker
stijgt.

Het afwijkend gedrag van deze lijn bij de kleinere stroomdicht-
heden doet zich in geringe mate bij alle vullingsdrukken voor.

Een totaal afwijkend gedrag schijnt de lijn 2s—3p te vertoonen,
waarbij de lijn van het singulet systeem sterker stijgt tot een be-
paalde stroomdichtheid, waarna de lijnen van de twee systemen
even. sterk stijgen.

Tabel 17 geeft weer de verhouding van opeenvolgende termen
van een reeks, waarvan fig. 18 de grafische voorstelling is.

TABEL 17.

Evenals bij 6 m.m. schijnen op een enkele uitzondering na de
hoogere termen van iedere reeks eerst sterker in intensiteit te stijgen
dan de lagere termen tot een bepaald maximum, terwijl daarna de
lagere termen sterker stijgen.

In totaal is de stijging van de hoogere termen het grootst.

Een mogelijke onderstelling ter verklaring van dit gedrag is deze,

dat bij hoogere stroomdichtheden de herhaalde botsingen een groo-
tere rol spelen, waardoor eerst weer de lagere niveaux worden aan-
geslagen.

HELIUM 2O mm

tKsD
'TFIXS

■TO

fig. 18

Bij verschillende gasdrukken liggen de maxima niet op dezelfde
plaats.

Tenslotte geven de figuren 19—30 het verloop van de intensi-
teiten van iedere lijn als functie van de stroomdichtheden bij de
verschillende gasdrukken.

fig. 20.

75 JO 35 H v
îig. 22.

JZi

10 IS 20 Ts 3ö 35 AT

fig. 23.

M 75 /ànbsp;^r^

fig. 26.

fig. 27.

Uit deze figuren zien we dat de stijging in intensiteit van iedere
lijn grooter wordt bij grootere gasdruk.

Verhooging van gasdruk vergroot evenredig het aantal aan-
wezige He-atomen, maar verkleint de gemiddelde vrije weglengte.

Door het laatste zullen verhoudingsgewijs minder atomen per
volume-eenheid aangeslagen worden. Verhooging van ontladings-
spanning zal vooral bij het begin van iedere ontlading verhooging
van electronen-snelheid tengevolge hebben, waardoor het aantal
aangeslagen atomen per volume-eenheid stijgt.

De combinatie van deze stijging met die, veroorzaakt door de
toenemende stroomdichtheid, zal een sterkere stijging dan bij de
lagere drukken tengevolge kunnen hebben.

Tenslotte is het nog opmerkelijk, dat bij de lagere drukken de
intensiteiten zich eerst naar een minimum bewegen.

Een mogelijke verklaring van dit verschijnsel zou in het volgende
gelegen kunnen zijn:

De vonklijn wordt meetbaar bij ongeveer 6,5 kV ontladings-
spanning, daarvóór is de ionisatie dus reeds ingezet. Op het oogen-
blik, dat de ionisatie begint, dalen de aanslag-krommen; een deel
van de beschikbare energie wordt voor ionisatie gebruikt.

Dat daarna de intensiteitskrommen van de booglijnen toch nog
ongeveer evenwijdig aan de as loopen of zelfs iets stijgen kan
hierdoor verklaard worden, dat de toeneming van stroomdichtheid,
de energie meer doet toenemen dan voor de ionisatie wordt gebruikt!

Bij hoogere gasdrukken is de procentueele ionisatie veel geringer,
zooals duidelijk aan het verloop van de vonklijn is te zien, zoodat
de oorspronkelijke daling niet merkbaar is èn de booglijnen direct
in intensiteit stijgen.

Enkele vergelijkende metingen met de pyrometer-methode.

Als aanmerkingen op de in de vorige hoofdstukken meegedeelde
metingen zou men nu kunnen aanvoeren.

Ie. Dat de zwartingsmerken gegeven zijn door een continue
lichtbron, terwijl de relatieve energieën bepaald zijn voor een inter-
mitteerende belichting.

De vraag is of nu de energieën van de laatste uit de zwartings-
krommen van de eerste mogen worden afgeleid.

2e. Als verloop der energieën bij verschillende stroomdichtheden
is genomen het verloop van de top-energieën voor iedere lijn, zooals
die uit de zwartingskrommen zijn afgeleid. Dit laatste is vooral bij
de grootere gasdrukken zeer riskant, daar hier groote lijnverbree-
dingen optreden en het daardoor niet waarschijnlijk is, dat de totale
energie van de lijn nog evenredig met die van de top verandert.

We waren nu in de gelukkige omstandigheid, dat op het Utrecht-
sche laboratorium een methode is uitgewerkt om de totaal uitge-
zonden relatieve energie van een bepaalde golflengte visueel te be-
palen. Wat de mthode betreft zij naar de betreffende publicatie
verwezen, i)

Hierdoor waren wc in de gelegenheid te toetsen of bovengenoem-
de bezwaren een storende invloed op de fotografisch gedane waar-
nemingen hebben gehad.

Daartoe zijn voor enkele lijnen met de bovengenoemde methode
de relatieve energieën uit de oppervlakte-helderheden bepaald. 2)
Daarbij moet evenwel overwogen worden, dat we met een intermit-
teerende belichting te maken hebben, die visueel wordt waarge-
nomen.

Willen we nu de relatieve energieën kunnen vergelijken, dan

1)nbsp;L. S. Ornstein, Frl. J. G. Eymers und D. Vermeulen: „Eine visuelle
spektroskopische Methode für heterochrome Photometrie . Zs. f. Phys. LXXV,
575 _ 1932.

2)nbsp;Mej. Eymers en Vermeulen zij hier nog mijn dank betuigd voor hun
vriendelijke hulp.

moeten we bedenken dat bij opeenvolgende ontladingspotentialen
het interval tusschen twee ontladingen steeds grooter wordt. Bij
visueele waarneming wordt dan de energie van de ontlading over
steeds-grootere tijdsintervallen verdeeld. Als we dus de intensiteiten
der lijnen per ontlading willen vergelijken, dan zullen we de waar-
genomen energie volgens de wet van Talbot moeten vermenig-
vuldigen met de verhouding van interval en ontladingsduur.
De verhouding van de opeenvolgende intervallen was bekend

en wel evenredig met -- (zie hoofdstukken III en IV). Vermenig-
vuldigen we dus de uit visueele waarnemingen afgeleide intensi-
teiten met de verhoudingen der belichtingstijden dan krijgen we de
relatieve energieën bij iedere ontlading. 2)

In tabel 18 vinden we van enkele lijnen de resultaten. Kolom a

TABEL 18.