J-

ö

INTENSITEITSMETINGEN IN DE SPECTRA
VAN IJZER EN NIKKEL

rw : .

yjï...

r' ■ ■ ■
tel ■

INTENSITEITSMETINGEN IN DE
SPECTRA VAN ITZER EN NIKKEL

PROEFSCHRIFT
TER VERKRIJGING VAN DEN GRAAD VAN
DOCTOR IN DE WIS- EN NATUURKUNDE
AAN DE RIJKSUNIVERSITEIT TE UTRECHT, OP
GEZAG VAN DEN RECTOR MAGNIFICUS
Dr. C. W. VOLLGRAFF, HOOGLEERAAR IN DE
FACULTEIT DER LETTEREN EN WIJSBE-
GEERTE, VOLGENS BESLUIT VAN DEN SENAAT
DER UNIVERSITEIT TEGEN DE BEDENKINGEN
VAN DE FACULTEIT DER WIS- EN NATUUR-
KUNDE TE VERDEDIGEN OP MAANDAG
9 DECEMBER 1935, DES NAMIDDAGS TE 4 UUR

DOOR

HENDRIK VAN DRIEL

GEBOREN TE BARENDRECHT

BIBLIOTHEEK rgt;ER
RIJKSÜWJVERSIT5IT
UTRECHT.

AMSTERDAM - 1935
N.V. NOORD-HOLLANDSCHE UITGEVERSMAATSCHAPPIJ

Aan de nagedachtenis van mijn Vader.
Aan mijn Moeder.

Bij het voltooien van dit proefschrift betuig ik U, Oud-Hoog-
leeraren en Hoogleeraren in de Faculteit der Wis- en Natuurkunde,
mijn groote erkentelijkheid voor het genoten onderwijs.

Vooral U, Hooggeleerde Ornstein, Hooggeachte Promotor,
betuig ik mijn oprechte dank voor de leiding en steun, die Gij steeds
gegeven hebt. Uw raadgevingen en optimisme hebben mij bij tegen-
slag meermalen nieuwe moed gegeven en zullen mij steeds in dank-
bare herinnering blijven.

Hooggeleerde Kramers, ik beschouw het als een zeer groot voor-
recht Uw colleges te hebben mogen volgen.

Hooggeleerde WoLFF, Uw heldere colleges hebben ten zeerste
bijgedragen tot mijn belangstelling voor de Analyse.

Ook U, Hooggeleerde de Vries, NijlaND en Moll, dank ik zeer
voor Uw onderwijs, waarvan ik heb mogen profiteeren.

Waarde VREESWIJK, mijn welgemeende dank voor de hulp bij
de aanvang van dit onderzoek.

Dat jij, beste Frijda, op zoo prettige wijze mij te allen tijde bij
dit werk hebt willen helpen, is mij een groote steun geweest.

'M

INHOUD

BLADZ.

HOOFDSTUK I. Inleiding. Vroegere metingen. Gebruikte
meetmethoden.............

§ 1. Bespreking van vroegere metingen. Doel

van het onderzoek........

§ 2. Beschrijving der gebruikte toestellen .

HOOFDSTUK II. Metingen in het ijzerspectrum

§ 3. Multiplet fi-d» . . . .
§ 4. Multiplets fi—ƒ2 en d^-p

HOOFDSTUK III. Metingen in het nikkelspectrum

§ 5. Metingen in metaalbogen . .
§ 6. Metingen in koolbogen . . .

§ 7. Temperat.-correcties. Resultaten der metingen 36

HOOFDSTUK IV. Nadere beschouwing der zelfabsorbtie in de

nikkclmetingen .

§ 8. Boogmetingen...........40

§ 9. Vlammetingen...........

HOOFDSTUK V. Vergelijking van de resultaten der metingen

met intensiteitsregels.............49

§ 10. Ijzer..............49

§ 11. Nikkel.............52

Summary ..............^^

Literatuuroverzicht...........63

Tabel .

HOOFDSTUK 1.

Inleiding. Vroegere metingen. Gebruikte meetmethoden.

§ 1. Bespreking van vroegere metingen. Doel van het

onderzoek.

In het ijzerspectrum zijn intensiteitsverhoudingen gemeten door
van Milaan 1) en Frerichss). De individueele intensiteiten vol-
deden niet steeds aan de regels van HönlS) en Kronig4), doch de
metingen gaven in het algemeen wel een bevestiging van de som-
menregel voor multiplets ^).

De sommenregel klopte niet in twee door VAN MlLAAN gemeten
multiplets, waarvan de één een ^d groep (waarin het grondniveau),
de ander een onmiddellijk daarboven gelegen metastabiele 5/ groep
tot eindniveau heeft. De afwijkingen waren zoodanig, dat de grootere
der gemeten intensiteiten relatief te klein waren. Daar de lijnen der
andere multiplets reeds neiging tot zelfabsorbtie hadden en in de
gebruikte boog eerst bij heel lage stroom daarvan vrij waren, is
het zeer waarschijnlijk, dat zelfabsorbtie bij de genoemde metingen
een rol speelt, evenals dit bij andere elementen in soortgelijke licht-
bronnen gebleken is het geval te zijn,

In het cobalt- en nikkelspectrum zijn intensiteitsverhoudingen ge-
meten door Bouma 6) in bogen in lucht van atmosfeerdruk, waarvan
de polen bestonden uit het zuivere metaal. De sommenregel voor de
onderzochte multiplets klopte over het algemeen niet, terwijl uit-
breiding tot grootere groepen weinig verbetering bracht. De indivi-
dueele intensiteiten moeten dus zeker groote afwijkingen vertoonen
van de volgens Hönl en Kronig berekende. Het feit dat de som-
menregels voor veel multiplets niet zouden vervuld zijn was zeker
te verwachten in verband met het gecompliceerde karakter der
spectra; dat echter de overeenstemming in veel gevallen zóó slecht
zou zijn, was niet te vermoeden. Zelfabsorbtie scheen geen ver-
klaring voor de afwijkingen te kunnen geven, hoewel men dit zeker
zou verwachten in verband met het gedrag in de zoozeer analoge
ijzerboog en de ervaringen met andere elementen. Want hoewel in
veel gevallen de afwijkingen zóó waren, dat ze door zelfabsorbtie

1

verklaard konden worden, kwamen ook gevallen voor waarin de
afwijkingen van dien aard waren, dat zij na een mogelijke correctie
voor zelfabsorbtie gelijk bleven of zelfs nog grooter werden. Het
was wel opgevallen (BoUMA, pag. 35 en 70) dat de laatste gevallen
meestal betrekking hadden op overgangen tusschen hooger gelegen
niveau's. Het wil ons nu voorkomen dat dit feit erop wijst, dat
mogelijk zelfabsorbtie toch een rol gespeeld heeft. Want uit onder-
zoekingen der laatste jaren 7) 8) is gebleken, dat in een boog de
bezetting (b) der niveau's bepaald wordt door een BoLTZMANN-

functie b = CX g„Xe waarbij g„ het statistisch gewicht van
het betreffende niveau voorstelt. De intensiteit van een lijn wordt

hv

in deze gevallen evenredig met g„ . e . A„m . hv„m , (A„m =
overgangswaarschijnlijkheid en = frequentie bij deze overgang)

en verschilt dus een factor e van de intensiteitsverhouding in-
geval van statistische bezetting. Waar nu in de cobalt- en nikkel-
spectra de meeste termen „verkeerdquot; liggen, worden de lijnen,
uitgaande van de niveau's met grooter inwendig quantengetal j en
dus in het algemeen ook grooter intensiteiten, relatief sterker, ten

__ hv

gevolge van de factor e De invloed van de bezetting zal dus in
deze spectra de tendenz hebben de intensiteiten, vergeleken met
het geval van de statistische bezetting, te wijzigen in een richting,
tegengesteld aan die door zelfabsorbtie. Daar de zelfabsorbtie in
een gegeven hchtbron het zwakst is voor de lijnen uitgaande van
hooger niveau's en sterker wordt voor lijnen uitgaande van lager
niveau's, is het dus zeer wel mogelijk dat voor „hoogerquot; lijnen het
bezettingseffect overweegt, m.a.w. de sterke lijnen te sterk gemeten
worden, terwijl voor „lagerquot; lijnen de zelfabsorbtie het bezettings-
effect teniet doet of overtreft, waardoor de sterkere lijnen te zwak
gemeten worden. Dit nu is juist wat zich bij de metingen aan het
boogspectrum van cobalt en nikkel op vrij opvallende wijze voor-
deed, terwijl bij de metingen in een vonk aan nikkelvonklijnen,
door Bouma gedaan, dit niet het geval was. De vonklijnen zullen
uit den aard der zaak minder zelfabsorbtie hebben dan de boog-
lijnen die door overgang naar de zeer laag liggende niveau's
ontstaan, terwijl door de waarschijnlijk gelijkmatiger bezetting een

eventueele BoLTZMANN- of andere correctie ook in het geval van
het vonkspectrum kleiner zal zijn. Daar dus beide effecten veel
kleiner zijn, is bovenbedoeld systematisch verloop, gaande van
„hoogerquot; lijnen naar „lagerquot;, ook niet of althans in veel minder
mate bij de vonklijnen te verwachten. Hierdoor zou een plausibele
verklaring mogelijk zijn èn voor het veel beter kloppen van de
sommenregel met de metingen in het nikkelvonkspectrum èn voor
het schijnbare verschil in gedrag wat betreft zelfabsorbtie voor de
cobalt- en nikkelboog ten opzichte van andere elementen.

Om na te gaan of deze verklaring quantitatief zou kunnen vol-
doen, kunnen wij pogen tot een bepaling der boogtemperatuur te
komen uit de afwijkingen van de sommenregel. Om deze te kunnen
bepalen, diene men er zeker van te zijn eenerzij ds dat de zelf-
absorbtie klein is, anderzijds dat de zelfabsorbtievrije intensiteiten
werkelijk die zijn, zooals zij uit de intensiteitsregels berekend
worden. Wij doen dus het beste voor deze temperatuurbepaling
multiplets te gebruiken, uitgaande van hooger liggende niveau's
en bovendien zooveel mogelijk de overgangen van deze niveau's
uitgaande samen te vatten, opdat de intensiteitsregels een grootere
mate van zekerheid hebben. Zeer geschikt zijn hiervoor de
multiplets —cp^, Ip^—93I en —«pi (nominatie CatALAN en
Bechert«) in het cobaltboogspectrum, waarvan fig. 1 een term-
schema geeft voor zoover het hier van belang is. In dit termschema,
evenals in die voor ijzer en nikkel (fig. 3 en 5), is het verschil in
multipliciteit aangegeven door de termen met de laagste multiplici-
teit links van de lijnen, de hoogste rechts en de middelste er midden
op te plaatsen, terwijl de hoogte van de blokjes de afstand tusschen
de uiterste niveauwaarden aangeeft. Dat in de termschema's van
cobalt en ijzer bij een gedeelte der termen geen nominatie voorkomt,
vindt zijn oorzaak in het feit, dat deze termen later zijn gevonden,
dus in de oorspronkelijke, hier gebruikte, nominatie niet aan te
geven zijn. Door sommatie van alle intensiteiten, uitgaande van één
99I niveau naar de verschillende y'^, en niveau's, moet men
sommen verkrijgen, die evenredig zijn met het statistisch gewicht
van het aanvangsniveau. Het is vrij zeker, dat de aldus bepaalde
intensiteitssommen aan de sommenregels voldoen, daar er over drie
multiplets gesommeerd is en bovendien in dit spectrum de gezamen-
lijke eindniveau's zeer geïsoleerd liggen.

c.m.

so. 000

rh I

10.000

/

/

/a

c

pnbsp;Dnbsp;F

Fig. 1. Termschema van cobalt.

BouMA vindt voor de quotiënten van intensiteiten en statistisch ge-
wicht de waarden 7.6, 8.2, 9.2, 9.2, 9.4 en 16.3 (gemiddeld 10.0),
terwijl de onderlinge afstanden der niveau's zijn 160, 270, 380, 480
en 550 c.m.—i. Hieruit volgt, dat een temperatuur van 5800° K. de
geschikte correctie levert. Na de correctie voor bezetting bij deze
temperatuur worden de betreffende quotiënten 9.4, 9.8, 10.25, 9.3,
8.45 en 12.7 (gemiddeld 10.0). De afwijkingen van het gemiddelde
zijn hier nog vrij groot, gemiddeld echter ongeveer twee maal zoo
klein, terwijl zij daarbij niet meer systematisch zijn. De temperatuur
van 5800° K. is bovendien zeer wel in overeenstemming met de
temperatuur, die bij bogen 7) 8) gevonden wordt. In het cobalt-
spectrum is van de hooger liggende multiplets, naast deze drie, nog
gemeten het multiplet p2—ds, waarbij als quotiënten van de sommen
der intensiteiten van alle lijnen van één uitgangsniveau gedeeld
door de betreffende statistische gewichten, door BoUMA gevonden
werd 6.1, 6.5, 7.5 en 8.0. Na correctie voor bezetting, onderstel-
lende dat een temperatuur van 5800° K. bestaat, worden deze
quotiënten 8.0, 9.0, 8.7 en 8.7. Ook hier is in het tweede geval de
onderlinge afwijking veel kleiner en wederom niet systematisch.

In het nikkelboogspectrum zijn de hoogstliggende door BoUMA ge-
meten multiplets z5Go—e5F en a^P—v^D^ (nominatie Russellio);
voor gedeeltelijk termschema zie fig. 5). Van het laatste is de
splitsing klein (390 c.m.-i), de bezettingscorrectie dus ook. De
sommenregel klopte hier precies; deze overeenstemming wordt iets
minder indien men corrigeert door voor de temperatuur 5800° K. te
veronderstellen, blijft echter vrij goed daar de uiterste quotiënten
van sommen der intensiteiten en statistische gewichten slechts 10 %
uit elkaar komen. In het muUiplet z^G^—e^F was de afwijking van
de sommenregel zeer groot, zooals latere metingen van dekkers en
Kruithof 11) ook aantoonden. Zij blijft dit, wanneer men dezelfde
correctie toepast, hoewel de verschillen twee maal zoo klein worden.
Een temperatuurbepaling uit dit multiplet levert de zeer onwaar-
schijnlijke waarde van 1600 ä 1800° K. Het is echter zeer de vraag
of in dit geval, waar slechts één (mogelijk gestoord) multiplet ge-
bruikt is, voor statistische bezetting de sommen der intensiteiten van
alle lijnen, uitgaande van één niveau, evenredig zullen zijn met het
statistisch gewicht van dit niveau.

Over het geheel genomen kan men dus zeggen, dat de resultaten

in het nikkel- en cobaltspectrum voor zoover het de hooger liggende
muhiplets betreft, bij de zeer plausibele veronderstelling van een
boogtemperatuur van ca. 6000° K., aanmerkelijk beter kloppen met
de sommenregel na toepassing van deze bezettingscorrectie; dat dan
de afwijkingen voor die multiplets ook vrijwel niet systematisch zijn.
De lager liggende multiplets zullen na die correctie hun grootere
intensiteiten in het algemeen relatief verkleind zien door de ver-
keerde ligging der termen. De reeds in deze richting bestaande
neiging zal dus nog versterkt worden. De afwijkingen van de som-
menregel in deze spectra zijn dus zoo, dat zij na een geschikte
bezettingscorrectie voor de „lagerequot; lijnen op zelfabsorbtie wijzen.

Een andere reden, waarom bij de cobalt- en nikkelbooglijnen geen
zelfabsorbtie aanwezig scheen, was, dat na variatie van stroom-
sterkte in de boog de intensiteitsverhoudingen practisch dezelfde
bleven. Bij de ijzermetingen bleek in vele gevallen deze variatie
juist een sterk verschil in zelfabsorbtie aan te toonen, zoodat ook
hier mogelijk eventueele zelfabsorbtie door stroomvariatie in de
boog te constateeren geweest zou zijn. Hiervan bleek echter in het
geval van cobalt en nikkel niets. Dit is zonder meer duidelijk voor
de „hoogerequot; multiplets, wanneer wij veronderstellen, dat die weinig
of 'geen zelfabsorbtie hebben; voor de lagere echter meenden wij
juist de afwijkingen van de sommenregel uit zelfabsorbtie te kunnen
verklaren. In andere gevallen bleek echter ook, dat metingen van
intensiteitsverhoudingen als functie van de stroomsterkte, zeer eigen-
aardige resultaten gaven 12) 13) (Cu, aardalkaliën). Chamalaun«)
vond b.v., dat de intensiteitsverhouding van twee in sterkte zeer
uiteenloopende lijnen, die een groote mate van zelfabsorbtie ver-
toonden, als functie van de stroomsterkte vrijwel constant was.
Gegeven de weinig overzichtelijke wijze waarop de stroomsterkte
de totaalintensiteit van een lijn bepaalt, mag men ook dergelijke
resultaten verwachten. Daardoor zijn ter controle van de zelf-
absorbtie in latere onderzoekingen concentratieveranderingen in-
plaats van stroomsterktevariatie gebruikt.

Er blijkt verder een opvallende overeenkomst te bestaan tusschen
het waarschijnlijk zeer sterk omgekeerde, door van Milaan gemeten,
ijzermultiplet di—en de sterkere nikkel- en cobalt-boogmulti-
plets. In het genoemde ijzermultiplet zijn de sterkste lijnen zoowel
bij een stroomsterkte van 0.54 Amp. als van 1.5 Amp. (van milaan,

pag. 38) zeer weinig verschillend. De sterkste en de zwakste lijn
uit de hoofddiagonaal verschillen b.v. minder dan 30 % in intensiteit.
In een niet te groot golflengtegebied ziet men dit ook in het cobalt-
en nikkelspectrum, in het bijzonder b.v. bij de nikkelbooglijnen
tusschen 3400 en 3600 A., waarvan een onevenredig groot gedeelte
intensiteiten tusschen 50 en 100 heeft (BoUMA, pag. 48—50).

Gaan wij om dit feit te verklaren na, wat de totale emissie ]t in
een homogene laag van dikte l, van een lijn als functie van de over-
gangswaarschijnlijkheid Al, en aantal atomen in de betreffende toe-
stand is. Door van der Held 14) is) is de totale absorbtie A van
continu hcht van intensiteit per frequentie-eenheid Iq in een lijn
berekend. Hieruit kan men onmiddellijk komen tot de bedoelde
totale emissie. Immers, volgens de berekeningen van Reiche16) is

^ — Ev, waarin e,. de emissie per frequentie-eenheid en a^ de
av

relatieve absorbtie bij de frequentie v is, onafhankelijk van de
laagdikte der beschouwde stof en bovendien over een lijn als con-
stant te beschouwen.

Nu is de totale emissie

r ^ Cu ^ ^^ c T ^ X

Jt—J Sr.dv=J Eravdv = -j-J avIodv = —^
waarbij geïntegreerd is over de breedte van de lijn. Verder is

r( _ \
VI—e 7 dx

A = 2bl

waarin b de Dopplerbreedte der lijn, a de absorbtiecoëfficiënt,
en de integratievariabele x de frequentie is, uitgedrukt in Doppler-
breedten.

Van der Held heeft zoowel de absorbtiecoëfficiënt berekend uit
de Voigtsche integraal, als de integraal

Avivl \

jil-e'—Vdx.

Deze laatste integraal wordt een functie F van ^^^^ en a = ^

waarbij w' de klassieke dempingsconstante en

Qm V„„,e'^ \ i^m-gn/

Nn en zijn de bezettingen en g^ en g^ de statistische gewichten
van emitteerend (n) en absorbeerend niveau (m).

kT

In het geval van een boog is N^ (:) e ^^ en Nm (•)gme

^ N rr \nbsp;f

wordt U—e iTr J en is praktisch

gelijk

De factor i

N„,g„

één, waardoor

Nf{:)g„e AIX

Bepalen wij verder Er= e^j a,. voor een boog met de temperatuur
T en wel, daar E^ onafhankelijk is van de dikte der laag, aan een
dun (zelfabsorbtievrij!) laagje (dikte dl). Tevens zien wij af van de
negatieve absorbtie, wat zeker geoorloofd is bij de in bogen optre-
dende stralingsdichtheid.

Dan wordt

er(:)gn.e kT . dl. Al. h
en de relatieve absorbtie

^^ 1
av{:)gm.e kT dl. B^n ■ hv „,„ —

c

zoodat

On Aquot;

Qm JJmr,

of met de relatie

gn Al _ Snh 3nbsp;c- — ^^A •

- 3 • '^nm

^... mnnbsp;C

Wij vinden nu voor

E..A S^h

C^nbsp;lo

8nh

2b .nbsp;.r^.e

Bepalen wij thansnbsp;als functie van de „zelfabsorbtievrijequot;

intensiteit Jot Wij vinden

/of(:)ffne kT.l.Al.hv

Nfl. ,nbsp;,nbsp;mc' 1

zoodat

Jt als functie van /pt wordt nu

h

2b .nbsp;. v^ . e

waarin F ^^^^. a^ is de integraal ƒ (l—e c dx als functie

O

van en a. In fig. 2 vindt men haar grafisch, zooals zij door
b

van der Held bepaald is. In het algemeen heeft F het volgende
verloop:

Aanvankelijk is zij evenredig metnbsp;om daarna minder snel

toe te nemen en tenslotte weer sneller te stijgen. In het laatste ge-
deelte is zij evenredig metnbsp;^^^ lengte van het stuk, waarin

F weinig stijgt, is afhankelijk van de waarde van a. Tevens ziet men
uit de gevonden betrekking, dat ƒ, als functie van Jq, onafhankelijk
van de frequentie is, mits men als eenheid van intensiteit zoowel

voor Jt als voor J^t kiest bv^ e

Onderstellen wij, dat wij het boven berekende verband mogen
toepassen op de ijzer-, cobalt- en nikkelmetingen, m.a.w., dat in
ieder dezer gevallen de structuur der lijnen onderling niet te veel
verschilt en dat de boog voldoende homogeen is, (dit laatste zal

m
b

Fig. 2. Verband tusschen totaaiabsorbtie en aantal atomen
volgens van der Held.

zeker niet exact het geval zijn, mogelijk echter wel in voldoende
mate om de verschijnselen qualitatief te beschrijven), dan blijkt
onmiddellijk, dat in een klein golflengtegebied de „verdichtings-
waardenquot; zoowel bij ijzer als cobalt en nikkel te interpreteeren zou-
den zijn als de waarden van F in het „horizontalequot; gedeelte der

functie. Immers, in dat gebied zal bij een groote variatie van Jgt
]t in een betrekkelijk klein interval liggen en dus zal de tabel der
gemeten waarden een verdichting geven. Voor grootere golflengte-
intervallen speelt de factor èvSg-hWfcr een rol. De waarde van deze
factor is voor:

2500Â.nbsp;30

3000 Â.nbsp;83

3500Â. evenredig met 135 (7 = 6000° K.)

4000Â.nbsp;190

4500Â.nbsp;230

Het gevonden verloop met de golflengte is analoog met dat van
de intensiteiten van de sterkste cobalt- en nikkellijnen. Het sterke
verval van deze groote intensiteiten naar het ultraviolet zou hiermee
dus ook verklaard zijn. Indien de sterkste lijnen vrij van zelfabsorbtie
zouden zijn, zou men dergelijke verdichtingen en de wijze waarop
zij van de golflengte afhangen, niet kunnen verwachten. Immers,
intensiteiten, vrij van zelfabsorbtie, zijn bepaald door het product
van de bezetting van het emitteerend niveau en de overgangswaar-
schijnlijkheid, welk product deze verschijnselen niet zal vertoonen.

De nu bekende bezettingsfunctie t) ») en de totale emissie in een
lijn als functie van de zelfabsorbtievrije intensiteit 15) in aanmer-
king genomen, geeft het geheel van de intensiteitsmetingen, zoowel
van de ijzer- als cobalt- en nikkelbooglijnen, de indruk, dat de lijnen
uitgaande van hooger niveau vrij van zelfabsorbtie gemeten zijn,
de sterkste van de lijnen uitgaande van lager niveau echter niet;
terwijl in het nikkelvonkspectrum zoowel zelfabsorbtie als bezetting
een ondergeschikte rol spelen voor zoover het betreft de controle
der juistheid van de toepassing der sommenregels.

In het volgende onderzoek is getracht de boeglijnen in het ijzer-
en nikkelspectrum, vooral de lagere, zelfabsorbtievrij te meten en
te onderzoeken of na aangebrachte bezettingscorrectie de intensi-
teiten voldoen aan de verschillende intensiteitsregels voor deze com-
plexe spectra.

§ 2. Beschrijving der gebruikte toestellen.

Als spectrograa[ is hoofdzakelijk gebruikt een 214 bij 5 c.m.
groot, hol Rowland-rooster (ca. 28000 lijnen), waarvan de kromte-

straal ca. 1.80 m. bedroeg, in een stigmatische opstelling doordat
in de as van het rooster gemeten is, terwijl het rooster parallel ver-
licht was door gebruik van een tusschen de spleet en het rooster
geplaatste lens. Tusschen rooster en plaat zijn geen lenzen gebruikt.
De lichtbron werd scherp op de spleet afgebeeld, waardoor het in
verband met de stigmatische roosteropstelling steeds mogelijk was
in één gedeehe der lichtbron te meten, zonder storing van de rest
van de boog te ondervinden. Bij gebruik van een boog in lucht met
ijzer- of nikkelpolen is de anode bij lager luchtdruk door een glim-
huid van stikstofbanden omgeven. Het was in de gebruikte opstel-
ling mogelijk de banden te vermijden door in het midden van de
boog te meten. De meeste opnamen zijn genomen in de tweede orde,
waar de dispersie ca. 7 A. per m.m. bedroeg. De hier gemeten lijnen
lagen in het golflengtegebied van 3200—3800 A. De gevoeligheid
der gebruikte platen (Ilford special rapid, H 6 D 400) in het rood
was zoo gering, dat van de overlappende eerste orde nooit eenige
storing ondervonden is, zelfs niet bij gebruik van een standaard-
lamp met haar veel sterkere emissie in dit gebied. Van de derde orde
(2200—2600 A.) was ook niets te bespeuren, dank zij de geringere
reflectie en de mindere gevoeligheid der plaat in dit verre ultra-
violet en tengevolge van het feit, dat de derde orde veel zwakker is.
Het bleek verder, dat de intensiteit der geesten t.o.v. de hoofdlijn
zeer gering was. In de tweede orde was bij normale opnamen geen
zwarting door geesten te constateeren, terwijl in de derde orde, waar
zij iets sterker waren, toch de intensiteit niet meer dan enkele pro-
centen van de intensiteit der hoofdlijn bedroeg.

De intensiteitsmetingen zijn uitgevoerd volgens de Utrechtsche
methode 18). Zwartingsmerken zijn in de meeste gevallen genomen
met behulp van stroomsterktevariatie in een daartoe geijkte kwarts-
bandlamp¹). Daar de temperatuur als functie der stroomsterkte
bekend was, is via de emissiecoëfficiënt de emissie berekend. Door
geschikte keuze van de stroomsterkte is de belichtingstijd der zwar-
tingsmerken steeds zooveel mogelijk gelijk gemaakt aan die der
lijnen. In het algemeen is het verschil geringer geweest dan een
factor 3. Daar de te vergelijken lijnen meestal niet meer dan enkele

1nbsp; Voor het uitvoeren der ijkingen van de bandlamp ben ik Mej. J. G. EyMERS
zeer erkentehjk.

honderden A. verschilden, mag men wel onderstellen, dat het ver-
schil in de Schwarzschildsche constante p hierbij niet van dien aard
zal zijn, dat een factor 2 of 3 in belichtingstijd merkbare verschillen
in de meting geven zali9). Bij contrólemetingen bleek dan ook, dat
geen verschillen te constateeren waren.

Daar door de diffuse reflectie van het rooster een lichte sluier op
de plaat ontstond bij grootere spleethoogte, is deze voor de zwar-
tingsmerken steeds zeer laag (enkele tienden m.m.) gehouden.

In enkele gevallen van zeer lange belichtingstijd is, om de dan
tijdroovende methode der stroomsterktevariatie te vermijden, gebruik
gemaakt van een trapspleet, waarbij deze door de lamp direct werd
verlicht. De lamp werd zoo geplaatst, dat zij door de lens tusschen
spleet en rooster scherp op het rooster afgebeeld werd. Hierdoor
was het niet mogelijk, dat licht van verschillende gedeelten van de
trapspleet op verschillende wijze door het inhomogene rooster werd
gereflecteerd. Door de in deze gevallen veel langere belichtingstijd
was, ondanks de lichtzwakkere opstelling, de intensiteit der lamp
voldoende.

De intensiteiten der lijnen zijn meestal bepaald uit de topintensiteit
en niet uit het oppervlak, hetgeen, zooals later blijken zal, steeds

gerechtvaardigd is geweest.

De lichtbron is voor de verschillende metingen verschillend ge-
weest en zal bij de metingen afzonderlijk opgegeven worden.

HOOFDSTUK II.

Metingen in het ijzerspectrum.

§ 3. IJZERMULTIPLET -rfl (NOMINATIE LAPORTE^O).

Door VAN Milaan 1 en Frerichss) zijn verschillende ijzermulti-
plets gemeten, welke aan de sommenregel bleken te voldoen. Slechts
twee, door VAN Milaan gemeten, lager liggende multiplets bleken
een zeer sterke zelfabsorbtie te hebben. Van de zelfabsorbtievrije
hebben wij het multiplet —a(i onder andere omstandigheden nog-
maals gemeten. In het termschema, in fig. 3 gegeven voor zoover
hier van belang, vindt men deze overgang aangegeven, terwijl de
golflengten zijn:

Frerichs gebruikte als lichtbron een boog in lucht van 30 m.m.
druk, met een stroomsterkte van 1 tot 5 Amp. Door VAN Milaan is
het multiplet gemeten in een boog van 3 m.m. lengte bij normale
druk, terwijl de polen uit ijzer bestonden. De stroomsterkte was
bij de verschillende opnamen 4.5, 1.4 en 0.45 Amp. Tusschen deze
drie waarnemingen bestaat een aanmerkelijk verschil, wijzende op
steeds afnemende zelfabsorbtie. Om te zien of de resultaten der
meting bij 0.45 Amp. (die met Frerichs' metingen overeenstemmen)
mogelijk bij zwakkere emissie zich nog eenigszins wijzigen, hebben
wij het multiplet gemeten in de volgende lichtbronnen:

9 Pquot;.

/

/

PDF

Fig. 3. Termschema van ijzer.

a.nbsp;Boog in lucht van normale druk, met een stroomsterkte van
0.42 Amp. De booglengte werd echter gebracht op 12 m.m. De
spanning aan deze boog was toen ca. 190 Volt.

Om de boog voldoende stabiel te krijgen, werd hij tegen onregel-
matige luchtstroomingen beschermd opgesteld in een vat. Ter ver-
dere stabilisatie werd door dit vat met behulp van een waterstraal-
luchtpomp lucht gezogen in verticale richting.

De op deze wijze verkregen lichtbron was uitermate zwak. De
hierdoor voor dit multiplet noodige belichtingstijd was ongeveer
30 a 40 maal zoo groot als met de boog van 3 m.m. lengte. Indien
nog zelfabsorbtie aanwezig zou zijn, was het dus waarschijnlijk, dat
deze zich in een andere verhouding der lijnen zou demonstreeren,
zooals dit ook in de metingen van ChamalaunIS) aan lijnen der
aardalkaliën bij booglengtevariatie bleek.

b.nbsp;Verder werd een ijzerboog gebruikt (lengte ca. 12 m.m.),
waarbij de druk der lucht 70 m.m. was, terwijl de stroomsterkte
ongeveer 0.70 Amp. bedroeg. De intensiteiten der betreffende lijnen
waren in deze lichtbron ongeveer dezelfde als onder a. De resultaten
der metingen zijn in de volgende tabel gegeven, waarbij ter verge-
lijking tevens die van van Milaan en Frerichs zijn opgegeven,
evenals een gemiddelde:

Het blijkt, dat de verhoudingen dezer intensiteiten in de ver-
schillende kolommen niet systematisch verschillen, noch wat betreft
de rangschikking naar het uitgangsniveau, noch wat betreft die naar
intensiteit. Dit beteekent dus, dat èn de bezettingsfunctie over deze
niet ver uit elkaar liggende niveau's (totale splitsing 650 c.m.—i)
in de verschillende gevallen dezelfde is, èn het bedrag aan zelf-
absorbtie hetzelfde is. Daar de kolommen a en b afkomstig zijn van
metingen aan lichtbronnen, die 30 a 40 maal zoo zwak zijn als die
gebruikt door van milaan, lijkt het dus zeker, dat deze metingen
als vrij van zelfabsorbtie zijn te beschouwen, geheel in overeen-
stemming met van Milaan's conclusie.

§ 4. ijzermultiplets ƒ1—en dl—/l.

Wij hebben aan deze multiplets metingen verricht, in de eerste
plaats om van Milaan's opvatting, dat zijn metingen hieraan niet
vrij van zelfabsorbtie zijn, te bevestigen en verder om georiënteerd
te geraken wat betreft de meest geschikte lichtbron voor verdere
metingen.

De betreffende overgangen zijn aangegeven in het termschema
(fig. 3); de golflengten der lijnen zijn:

Van Milaan heeft de intensiteitsverhoudingen van de lijnen van
deze multiplets in bogen met stroomsterkte 1.5, 0.9, 0.54 en
0.30 Amp., en in een vonkontlading gemeten.

Deze verhoudingen hebben wij opnieuw gemeten in de volgende
lichtbronnen:

a) Een boog gevormd tusschen ijzerpolen (dikte ca. 3.5 m.m.)
bij een luchtdruk van 44 m.m. en stroomsterkte van 2.5 Amp. De
booglengte was ca. 8 m.m., waarbij de boog nog zeer stabiel was.
De anode was omgeven door een glimhuid, die o.a. sterk stikstof-
banden emitteerde. De intensiteit der lijnen in deze boog was aan-
merkelijk grooter (factor 2 a 3) dan in de door van Milaan ge-
bruikte boog bij een stroomsterkte van 0.30 Amp.

/3) Dezelfde boog als onder a is gebruikt, echter is de druk
verminderd tot ca. 22 m.m. en de stroomsterkte tot ca. 1.1 Amp. De
belichtingstijd werd hierdoor 10 a 20 maal zoo groot als bij meting a.

De resultaten van deze metingen, gegeven in een gelijk schema
als de golflengten, waren:

Meting anbsp;Multiplet f-p

*) Tegelijk met de lijn 3743.36 is een zwakkere niet ervan te scheiden lijn
gemeten, wat mogelijk het uitbijten der betreffende punten in fig. 4 verklaart.

67.0

830

4

dl

Bezien wij eerst de resultaten der metingen voor het multiplet
ƒ3—In fig. 4 is dubbellogarithmisch de intensiteit der lijnen, zoo-
als gemeten onder omstandigheden a, zoowel als die door van
Milaan gemeten in een boog met stroomsterkte 0.30 Amp., uitgezet
tegen de intensiteit der lijnen, zooals gemeten onder omstandig-
heden yS.

Een aldus gevonden kromme, b.v. ^ ^ a, kan men zich op de
volgende wijze bepaald denken: De intensiteiten, gevonden bij
meting a (ƒ«), zoowel als die bij meting /S (J^q), zijn bepaald (voor-
opgezet een klein golflengtegebied en zelfde lijnvorm) door de zelf-
absorbtievrije intensiteit volgens een zelfde functie F als door
van der Held voor absorbtie berekend werd. Dus = F« (/oa) en
ƒ,3 = (ƒ0,3), waarbij in het algemeen de functies Fa en F,3 ver-
schillende parameters zullen hebben. Bovendien zijn de waarden

van Jo niet zonder meer te vergelijken in de gevallen a en /S. In het

Fig. 4.

algemeen is Jo voor het geval van een boogontlading voor een lijn
bij een overgang van niveau n naar niveau m

N.g„e kT . AZ • hvnm

voor onze metingen a en /S dus

Nc^gne

en

N,3g„e . Al .

Dus is

, Na k

Daardoor wordt

/xtnbsp;\

r _ p f „ 'k \ Ts V T ~

Hierdoor en door de betrekking ƒ3 = F,5 {Joi?) is ƒ« als functie van
/I 1 \

7,3 en En ~--bepaald. Indien de twee lichtbronnen niet iden-

V « 'V

tiek zijn, zal een curve ]a—Jfl bij vaste E„ het volgende verloop
hebben:

Voor zeer kleine zelfabsorbtie zijn de intensiteiten evenredig.
Voor groote zelfabsorbtie ook, daar zij dan beide evenredig zijn met
de wortel uit de zelfabsorbtievrije intensiteiten, die een constante
f^nbsp;_i___L \

factor ^ X e l ^a ^/S / verschillen. In het tusschengelegen

gebied kan de curve grillig zijn, terwijl er geen algemeen gedrag
voor aan te geven is, behalve dat lineair verloopende gedeelten
niet dan eventueel over kleine intensiteitsintervallen zullen voor-
komen. Indien dus uit een dergelijke curve de intensiteiten over een
grooter interval evenredig blijken te zijn, zijn zij of zelfabsorbtievrij
of evenredig aan de wortel van de zelfabsorbtievrije intensiteit. In
het eerste geval volgt op de lineaire verhouding naar grooter inten-
siteiten een afwijking, in het laatste naar kleiner intensiteiten.

In ons geval zijn, zooals uit fig. 4 blijkt, de door van Milaan en
onder omstandigheden a gemeten intensiteiten als functie van J^s
bepaald, ongeacht het uitgangsniveau, hetgeen er op wijst, dat

---of beter, dat de temperaturen bij deze opnamen niet

ia ,5

zooveel verschillen, dat bij deze multipletsplitsing (ca. 1000 c.m.—1)
hiervan een invloed te bemerken is op de intensiteitsverhoudingen
der lijnen; zoodat vergelijking van deze verhoudingen bij de ver-
schillende metingen een gegeven levert de zelfabsorbtie alleen
betreffende.

Uit de twee krommen, die geleverd worden door de intensiteiten
van het multiplet —f2 in de boog van 0.30 Amp. en in de boog a
als functie van de intensiteiten der lijnen in de boog /?, volgt onmid-
dellijk, dat de zelfabsorbtie in de volgorde bg 0.30 Amp. bg a
bg p afneemt.

Voor de lijnen van het multiplet cfi—levert de meting a nog

het beeld van zeer sterke zelfomkeering. Hier zijn nog acht inten-
siteiten waarvan de waarden liggen tusschen 49 en 98, evenals bij
van Milaan tusschen 50 en 100 in een boog van 0.54 Amp., welke
de zwakste lichtbron is, door hem gebruikt voor metingen in dit
multiplet. Ter vergelijking geven wij hier de resukaten
van Milaan's meting (zie aldaar pag. 38):

van Milaan 0.54 Amp.

Deze metingen geven de indruk, wat zelfabsorbtie betreft niet
veel te verschillen, hoewel uit de metingen aan multiplet —p
bleek, dat de boog a, wat zelfabsorbtie betreft, beter resukaten gaf
dan een boog in lucht van normale druk bij een stroomsterkte van
0.30 Amp. en dus zeker beter dan bij een stroomsterkte van
0.54 Amp. Bij het muUiplet di—fi blijkt dit alleen met zekerheid uit
de intensiteit der lijn 3707 (int. 6.0). Deze is in vergelijking met de
andere lijnen in meting a ongeveer twee maal zoo zwak als bij
van Milaan, een feit dat, hoewel de lijn onder a onnauwkeurig
gemeten is (zwak!), zeker niet aan de meetfout alleen te wijten kan
zijn. De andere lijnen uit deze nevendiagonaal waren op de platen

te zwak om te meten.

De meting van het multiplet c/i—is veel beter dan de
meting a, zooals een beschouwing der tabellen, speciaal in de hoofd-
diagonaal, doet zien. Het verschil in zelfabsorbtie in de beide licht-
bronnen komt hier duidelijk te voorschijn, beter dan in het geval van
het multiplet f^, waar de meting a reeds in hooge mate vrij
van zelfabsorbtie was.

De door van Milaan getrokken conclusie, dat zijn metingen aan
de multiplets fi—f2 en d^—f^ niet vrij van zelfabsorbtie waren,
blijkt dus hier nogmaals bevestigd te worden, daar de bogen a en
vooral (i minder zelfabsorbtie hebben.

De vraag is nu, in hoeverre de metingen aan boog /S vrij van zelf-
absorbtie zijn. De drie metingen, zooals uitgezet in fig. 4 voor het
multiplet fi—ƒ2, blijken, met uitzondering van de drie grootste inten-
siteiten, onderling lineaire resultaten te geven. Daar de betreffende
lichtbronnen, wat zelfabsorbtie betreft, zeker verschillen, mogen
wij dus deze intensiteiten vrij van zelfabsorbtie onderstellen. De
verhouding van de op twee na sterkste lijn tot de zwakkere is
dezelfde bij de metingen a en Deze lijn is dus bij beide metingen
vrij van zelfabsorbtie. Met zekerheid valt voor meting omtrent de
twee sterkste lijnen niets te constateeren, daar hun verhoudingen tot
de zwakkere lijnen bij de metingen a en (S nog verschillend zijn
Gezien echter fig. 4 en het feit, dat bij meting ^ de belichtingstijd
wegens de kleinere emissie een factor 10 a 20 maal zoo groot was
als bij meting a, lijkt het zeer waarschijnlijk, dat voor geval ^ ook
deze beide intensiteiten vrij van zelfabsorbtie zullen zijn.

Van het multiplet cfi—fi zijn de intensiteitsverhoudingen in de
boog nog sterk veranderd, vergeleken bij die in de boog a. Met
zekerheid is hier omtrent de zelfabsorbtie niet veel te constateeren.
Indien men echter de intensiteiten in de gevallen a en ^ vergelijkt,
b.v. die in de hoofddiagonaal:

56 85 98 98 74
^nbsp;86 187 325 530 830

krijgt men wel de indruk, dat, indien in het gevalnog zelfabsorbtie

aanwezig is, deze niet groot zal zijn.

Uit de resultaten van de metingen der intensiteiten in deze multi-
plets, waarvan een gedeehe der lijnen tot de voor dit spectrum zeer
kleine groep van vlamlijnen 21) behoort, blijkt, dat in bogen door
verlagen van de gasdruk de zelfabsorbtie zeer sterk vermindert.
Het lijkt ons, dat dit verminderen van de gasdruk voor deze vlam-
lijnen te verkiezen is boven concentratie-vermindering van het
element, waarvan men het lijnenspectrum wil meten, in de polen.
In het laatste geval immers vergroot men storende intensiteiten
(continu spectrum, lijnen en bandenspectra door het element, waarin

de te onderzoeken stof in kleine concentratie aanwezig is) naarmate
men de concentratie verkleint. Indien het niet mogelijk is zonder
concentratievariatie betrouwbaar te meten, kan men deze beter eerst
dan toepassen, wanneer de stabiliteit van de boogontlading van dien
aard is, dat stroomsterkte- of drukvermindering of booglengtever-
grooting niet meer mogelijk zijn. In een dergelijke boog is het te
meten spectrum relatief zeer sterk. Zoo bleken in de boog ^ ver-
ontreinigingen in het materiaal der polen, dat uit gewoon handels-
ijzer bestond, practisch geen storend spectrum te geven. Van de
verontreinigingen zullen waarschijnlijk alleen resonantielijnen nog
in waarneembare intensiteit aanwezig zijn, daar in het ijzerspectrum
vrijwel alleen de vlamlijnen overgebleven waren. De continue
grond was bovendien zoo gering, dat bij de gebruikte spleet-
breedten22) hiervan geen merkbare zwarting op de opnamen aan-
wezig was,

In de volgende metingen is dan ook uitgegaan van een boog in
gas van lagen druk.

HOOFDSTUK IIL
Metingen in het nikkelspectrum.

§ 5. Metingen in metaalbogen.

In het nikkelspectrum hebben wij de intensiteiten gemeten van
lijnen, welke ontstaan door overgangen tusschen laag liggende
niveau's. Bijzonder geschikt daartoe is het golflengtegebied van
3400 a. tot 3600 A., waarin lijnen van zeer sterk uiteenloopende
intensiteiten voorkomen, die voor een belangrijk gedeelte geclassi-
ficeerd zijn. De classificatie is aangegeven volgens RussellIO). In
fig. 5 vindt men een schema van de termen van dit spectrum, tot
40.000 c.m.^i volledig en daarboven slechts voor zoover hier van
belang.

Daar in het ijzerspectrum, wat zelfabsorbtie betreft, gunstige
resultaten zijn bereikt met een boog in gas van lage druk, is ook
voor de volgende metingen steeds een dergelijke boog gebruikt.

De eerste meting werd verricht aan een boog in lucht van 18 m.m.
druk bij een poolafstand van 6 m.m. en een stroomsterkte van
2.4 Amp. Als kathode werd een 7 m.m. dikke nikkelstaaf gebruikt,
als anode een 10 m.m. dikke ijzerstaaf. De hchtsterkte van deze
boog was ongeveer gelijk aan die van de door Bouma gebruikte
boog in lucht van atmosfeerdruk bij een stroomsterkte van 0.45 Amp.

Om de ijzeranode vormt zich bij de gebruikte druk en stroom-
sterkte onmiddellijk een glimhuid, waardoor de boog zeer stabiel is.
In deze glimhuid worden stikstofbanden sterk geëmitteerd, terwijl in
het middengedeeUe van de boog in dit golflengtegebied geen banden-
spectra aanwezig waren. De emissie van ijzerlijnen was zoo gering,
dat zelfs na zeer lange belichtingstijd bij de anode geen ijzer-
spectrum te vinden was.

De boog was met de anode boven en de kathode onder iets
rustiger dan in omgekeerde stand.

Op pag. 64 vindt men de intensiteiten van de gemeten lijnen,
terwijl in fig. 6 de intensiteiten der lijnen, zooals zij door Bouma
zijn gemeten, logarithmisch zijn uitgezet tegen de in deze boog

gemeten intensiteiten. Uit de gevonden verzameling punten kan men
moeilijk eenige conclusie trekken. De gemeten lijnen (zie pag. 64),
hebben verschillende aanvangsniveau's, waardoor het zeer wel

c/77.quot;'
53.000

1:0.000

□a^Pö

oa'D-

'F -3

PDF
Fig. 5. Termschema van nikkel.
Configuraties: X 'i'quot;nbsp;V

O d's A damp;sp

□

mogelijk is, dat verschil in temperatuur der bogen een rol speelt in
de verhoudingen. Tevens is het zeer waarschijnlijk, dat geen der
beide metingen vrij van zelfabsorbtie is. Een volgende meting is
uitgevoerd met een lichtzwakkere lichtbron om inzake de zelf-
absorbtie meer gegevens te verkrijgen.

-1

cm.

35.000

30.000.

25.000

Fig. 5a.

Om de sterkte der nikkellijnen te verminderen, hebben wij een
zilver-nikkelhuidje op koolelectroden gebracht op de wijze zooals
men die o.a. aangegeven vindt in E. Back en A. Landé, Zeeman-
effekt und Multipletstruktur 23). Hierbij wordt een koolelectrode
gedompeld in een kokend mengsel van zilvernitraat en nikkelnitraat,
van verhouding 5:1. Er treedt dan een sterke gasontwikkeling op,
terwijl de koolstaaf met een laagje metaal bedekt wordt. Tusschen
deze electroden werd een boog getrokken ongeveer als bij de voor-

gaande meting, de druk bedroeg 20 m.m., de stroomsterkte 2.3 Amp.,
terwijl de booglengte ca. 6 m.m. was. De boog was zeer instabiel
en sloeg gemakkelijk om in een ontlading met een sterk banden-
spectrum en een zeer zwak lijnenspectrum. Het lijnenspectrum was
in de laatste ontlading ongeveer tien maal zoo zwak als in de nor-
male boog. Daar bovendien de metaalhuid betrekkelijk snel van de
koolstaaf verdampte, moesten voor langere belichtingstijden de polen
regelmatig verwisseld worden. Voor de volgende metingen hebben
wij daarom van deze electroden afgezien en andere gezocht.

De in deze lichtbron gemeten intensiteiten vindt men in kolom 2,
pag. 64, terwijl in fig. 7 deze intensiteiten dubbellogarithmisch zijn
uitgezet tegen de intensiteiten van dezelfde lijnen, zooals zij in de
ijzernikkelboog bij lage druk gemeten zijn. De laatste boog ver-

200

100

50

20

10

20

50

Fig. 6.

schilde alleen wat electroden betreft. Tevens werden zij uitgezet
tegen de door BoUMA in lucht van atmosfeerdruk gemeten inten-
siteiten.

Uit deze krommen blijkt duidelijk, dat de zilvernikkelmeting de
beste is wat zelfabsorbtie betreft en tevens, dat de ijzernikkelmeting
bij lage druk beter is dan de meting in de boog bij atmosfeerdruk,
daar de intensiteiten uit deze laatste meting na deeling door 3.15
(evenwijdige daling der kromme) de gestippelde kromme geven.

Uit deze krommen wordt tevens duidelijk, dat de intensiteiten, zoo-
als die door BoUMA gemeten zijn, uitgezet tegen die uit onze eerste
meting (vgl. fig. 6), een weinig duidelijk beeld van de verhoudingen
moeten geven, daar gemeenschappelijke lijnen ontbreken in het
onderling lineare gedeehe (kleine intensiteiten!).

100

50

20

10

10
Fig. 7.

20

50

100

De conclusies, welke wij uit de zilvernikkelmeting omtrent de
zelfabsorbtie in de verschillende lichtbronnen getrokken hebben,
zijn gebaseerd op de krommen, gelegd tusschen de punten, welke
tot coördinaten hebben de logarithme van de intensiteit van een lijn
in de zilvernikkelboog en de logarithme van de intensiteit van
dezelfde lijn in één der andere lichtbronnen. De spreiding, welke
de punten hebben t.o.v. de bijbehoorende kromme, vindt haar oor-
zaak gedeeltelijk in de meetfouten, welke in beide coördinaten een

rol spelen, doch wellicht ook in een verschil in temperatuur tusschen
de lichtbronnen en mede in het feit, dat niet alle gebruikte lijnen
dezelfde vorm en golflengte hebben. Door verschillende temperatuur
der lichtbronnen zal de onderlinge intensiteitsverhouding der zelf-
absorbtievrije lijnen in alle lichtbronnen niet dezelfde zijn, terwijl
verschillen in lijnvorm en golflengte tot gevolg hebben, dat bij een-
zelfde van zelfabsorbtie vrije intensiteit de gemeten intensiteiten nog
verschillend kunnen zijn. Verschillen in lijnvorm en golflengte
kunnen de spreiding echter alleen vergrooten in het intensiteitsge-
bied waar minstens één der lichtbronnen reeds een merkbare zelf-
absorbtie heeft. Bij deze en de verder volgende metingen zijn zooveel
lijnen ter beschikking, dat ondanks de spreiding steeds met zeker-
heid conclusies getrokken kunnen worden omtrent de zelfabsorbtie
in de verschillende lichtbronnen ten opzichte van elkaar, zoodat een
beschouwing van de oorzaken der spreiding hier niet noodzakelijk is.

Om te komen tot een boog waarin de lijnen nog geringer intensi-
teit zouden hebben dan in de boog met zilvernikkelpolen is om de
boven genoemde redenen niet de concentratie van het nikkel in de
zilvernikkellaag verminderd, doch hebben wij een ander materiaal
gebruikt. Zeer geschikt bleken nieuwzilverpolen (50 % Cu, 25 % Zn,
25 % Nï), waarmee in een boog van ca. 6 m.m. lengte bij een druk
van 20 m.m. en een stroomsterkte van 2 Amp. de boog zeer rustig
brandt. Een bandenspectrum is hier in het golflengtegebied, waarin
de gemeten lijnen lagen (3400 A.—3600 A.), niet geconstateerd bij
de gebruikte expositietijden, terwijl bovendien de spectra van koper
en zink er zeer weinig storende lijnen gaven. Met deze boog zijn
opnamen gemaakt bij verschillende luchtdruk, terwijl stroomsterkte
(2.2 Amp.) en booglengte (ca. 6 m.m.) zooveel mogelijk constant
zijn gehouden. Gemeten is bij een druk van

a 77 m.m.
h 40 m.m. en
c 19 m.m.

In de kolommen 3a, 3b en 3c, pag. 64, vindt men de intensiteiten
der gemeten lijnen, terwijl in fig. 8 de resultaten van de metingen
3a en 3b dubbellogarithmisch tegen die van meting 3c zijn uitgezet.
Uit deze krommen blijkt, dat de zelfabsorbtie in de volgorde
boog a ^ boog h boog c afneemt. In fig. 9 is op dezelfde wijze

uitgezet de meting in de boog met zilvernikkelpolen tegen de meting
3c, dus met nieuwzilverpolen. Deze metingen zijn verricht in bogen
met ongeveer dezelfde druk, stroomsterkte en poolafstand. Uit fig. 9
blijkt nu, dat de meting 3c verricht is onder omstandigheden, waarbij
de lijnen minder zelfabsorbtie hebben dan bij de meting met zilver-
nikkelpolen.

1000

500

200

100

50

20

10

20

50

100
Fig. 8.

200

500

1000

Uit de resultaten der voorgaande metingen volgt dus, dat in de
hierbij gebruikte lichtbronnen in de volgorde van de bogen met
ijzernikkel-, zilvernikkel- en nieuwzilverpolen (19 m.m. druk) een
vermindering van de zelfabsorbtie der lijnen optreedt. Het blijkt uit
de nieuwzilvermeting bij 40 m.m. druk (zie fig. 8), dat reeds zeer
sterke lijnen vrij van zelfabsorbtie zijn, wat dus ook zeker het geval
is voor de nieuwzilverboog bij 19 m.m. Daar tusschen deze metingen

echter nog een aanmerkelijk verschil bestaat, is het noodzakelijk bij
nog geringere emissie te meten om ook wat de allersterkste lijnen
betreft een zekere conclusie te kunnen trekken. Druk-, stroomsterkte-

100

50

20

10

10

20

50

Fig. 9.

100

500

of booglengtevariatie gaven bij de zwakste nieuwzilverboog niet het
gewenschte gevolg zonder de stabiliteit van de boog in gevaar te
brengen. Variatie van concentratie van het nikkel in het materiaal
der polen scheen dus de eenige weg te zijn om tot een lichtzwakkere
boog te komen.

Door hun lijnenarm spectrum schenen koper, zilver en goud zeer
geschikt te zijn om met nikkel in een alliage als electrode te ge-
bruiken. Wij hebben een poging in die richting gedaan met koper,
waarbij de bedoeling was alliages bevattende 25 % nikkel en minder
te gebruiken. Het nieuwzilver bevat 25 % nikkel en dus zou een
alliage van 25 % nikkel en 75 % koper mogelijk een goed aanvangs-
punt voor verdere metingen zijn. Daar het voor stuivers gebruikte
metaal deze samenstelling heeft, hebben wij gepoogd tusschen
electroden van dit materiaal een boog te vormen. Het bleek echter
niet mogelijk op deze wijze een rustige boog te verkrijgen bij een
druk van 20 tot 50 m.m. en een stroomsterkte van 2 a 3 Amp. De
boog verplaatste zich steeds zeer snel, zoowel over de anode als
over de kathode en bovendien sloeg hij dikwijls om in een glim-

ontlading. Ook electroden uit zuiver koper gaven deze verschijn-
selen, zoodat wij met deze alliage en ook met het zoozeer analoge
zilver en goud geen verdere pogingen hebben gedaan.

Gezien het verschil in stabiliteit tusschen de bogen met polen uit
nieuwzilver (25 % Ni, 50 % Cu, 25% Zn) en met polen uit stuivers-
materiaal (25 % hli, 15% Cu) dacht ons Zn, ook om zijn lijnenarm
spectrum, in een alliage met nikkel zeer geschikt. Bij de metingen
van Dekkers en Kruithof n) aan het nikkelmultiplet z^go—eS.F
bleek echter, dat bij een concentratie van 30 % Ni ook bij lange
belichtingstijden op de opnamen geen nikkellijnen aanwezig waren.
Blijkbaar is dus hier een eigenaardig verband tusschen de concen-
tratie van het nikkel in de nikkelzinkelectrode en de nikkelconcen-
tratie in de boog, waardoor deze alliage voor metingen met con-
centratievariatie minder geschikt is.

Met behulp van één holle koolelectrode, gevuld met een mengsel
van koolpoeder en nikkelsulfaat, en één massieve koolelectrode
bleek het mogelijk een zeer stabiele boog te verkrijgen bij een
stroomsterkte van 2 Amp., een booglengte van ca. 6 m.m. en een
druk van 20 ä 30 m.m. Voor verdere metingen is toen afgezien van
bogen met metaalelectroden en zijn deze koolelectroden gebruikt.

§ 6. Metingen in koolbogen.

Het bleek, dat in het spectrum van deze bogen bij een druk van
ca. 30 m.m. en een stroomsterkte van ca. 2.5 Amp. vrij sterke stik-
stofbanden op de opnamen aanwezig waren, terwijl ook de cyaan-
banden zeer sterk waren. Om de intensiteit van deze banden te
verminderen is toen een boog gebruikt in een vat, waarbij aan de
eene zijde gas werd afgepompt, terwijl uit een bombe aan de andere
zijde zuurstof toegevoerd werd. Pompsnelheid en gastoevoer werden
zoo geregeld, dat de druk in het vat 32 m.m. bedroeg. Het gas in
het vat zal dus hoofdzakelijk uit zuurstof bestaan hebben met een
klein percentage stikstof tengevolge van verontreiniging van de
zuurstof in de bombe en kleine lekken in het vat, waardoor lucht
binnendrong.

De eerste opname met deze boog is genomen bij een druk van
32 m.m. en een stroomsterkte van 2.4 Amp., terwijl de vulling der
holle koolelectrode bestond uit een mengsel van koolpoeder en
nikkelsulfaat in een verhouding 2: 1. De resultaten van deze meting

3

vindt men in kolom 4a, pag. 64 en fig. 10 geeft de intensiteiten,
zooals gemeten in de nieuwzilverboog bij 19 en 40 m.m. druk, en
deze nieuwe resultaten dubbellogarithmisch tegen elkaar uitgezet.
Uit de figuur blijkt onmiddellijk, dat de meting in de koolboog, wat
zelfabsorbtie betreft, beter is dan de voorafgaande metingen. De
belichtingstijden van deze opnamen verschilden een factor 10 à 12.
Uit het verloop der kromme in fig. 10 krijgt men in verband hiermee
de indruk, dat de meting in de koolboog zeer weinig zelfabsorbtie
vertoont. Ter controle hebben wij nog een opname gemaakt, waarbij
de verhouding koolpoeder-nikkelsulfaat in de onderste pool gebracht
was op 15:1. Fig. 11, waarin de intensiteiten, zooals gemeten bij
kool-nikkelverhoudingen 2:1 en 15:1 (atomaire verh. ca. 45:1
resp. ca. 350: 1 ), tegen elkaar zijn uitgezet, wijst op een constante
verhouding voor de intensiteiten der lijnen in deze lichtbronnen.

10

20

1000

Fig. 10.

De metingen aan het nikkelspectrum in de koolboog zijn dus als
vrij van zelfabsorbtie te beschouwen, gegeven het betrekkelijk ge-

mch

500

200

100

50

20

20

50nbsp;100 200

Fig. II.

500

1000

ringe verschil tusschen de resultaten der metingen in de boog met
nieuwzilverpolen bij 19 m.m. druk en de ongeveer tien maal zoo
zwakke koolnikkelboog (concentratie 2:1) en verder het groote
concentratieverschil tusschen de wat de resultaten betreft gelijke
metingen in de koolnikkelbogen.

Het is verder mogelijk met behulp van de fig. 7, 8, 9 en 10 van
de metingen voorafgaande aan de bepalingen in de koolbogen te
constateeren, welke lijnen bij die metingen als vrij van zelfabsorbtie
zijn te beschouwen en welke dit waarschijnlijk nog niet zijn. In de
tabellen op pag. 64 vindt men boven de kolom, die de intensiteits-
verhoudingen der lijnen voor een bepaalde lichtbron geeft, tevens

de intensiteit aangegeven, welke een lijn zeker nog kan hebben om
als vrij van zelfabsorbtie beschouwd te mogen worden.

§ 7. Temperatuurcorrecties. Resultaten der metingen.

Doordat van de lijnen in de verschillende bogen bekend is, wan-
neer zij vrij van zelfabsorbtie zijn, is het mogelijk de temperaturen
van deze lichtbronnen te vergelijken. Het quotiënt van de intensi-
teiten van lijnen, vrij van zelfabsorbtie, in twee bogen a en b hangt
af van het verschil der omgekeerden van de temperatuur in die
lichtbronnen. Immers, in die bogen zijn de intensiteiten der lijnen

evenredig met Al g^ e en Al g„ e ^^f-, zoodat het quotiënt

der intensiteiten evenredig is met enbsp;n I. Indien intensi-

teiten van lijnen met verschillende aanvangsniveau's ter beschikking

staan, is dus de waarde ^

1 a

In onderstaande tabel vindt men de quotiënten van de intensi-
teiten van de betreffende lijnen, zooals gemeten in de koolbogen
met verhoudingen kool-nikkel 2:1 en 15:1, gerangschikt naar het
uitgangsniveau.

Uit bovenstaande tabel blijkt, dat geen systematisch verloop in
verband met de ligging van het uitgangsniveau aanwezig is en dat
men dus aan deze lichtbronnen eenzelfde temperatuur kan toe-
kennen voor zoover het de correctie der gemeten nikkellijnen betreft.
Het zou natuurlijk zeer wel denkbaar zijn, dat voor lijnen, waarvan
de aanvangsniveau's meer verschillen, wel degelijk een verschil in
intensiteitsverhouding zou bestaan.

Voor de metingen in bogen met nieuwzilverpolen bij drukken van
19, 40 en 77 m.m. en voor de zilvernikkelmeting worden deze
quotiënten met de koolnikkelresultaten, op dezelfde wijze gerang-
schikt, in de volgende tabellen gegeven:

Q]nbsp;quotiënten voor de nieuwzilverboog bij 19 m.m. druk.

Q2nbsp;quotiënten voor de nieuwzilverboog bij 40 m.m. druk.

Q3nbsp;quotiënten voor de nieuwzilverboog bij 77 m.m. druk.

Q4nbsp;quotiënten voor de zilvernikkelboog.

De invloed van de meetfouten in aanmerking genomen, is hieruit
niet tot een systematisch verloop te besluiten. Al deze metingen
kunnen dus zonder temperatuurcorrectie direct met elkaar verge-
leken worden. In kolom 5, pag. 64, zijn dan ook de metingen in de
zilvernikkel-, nieuwzilver- en koolnikkelbogen, voor zoover het
lijnen vrij van zelfabsorbtie betreft, gemiddeld, waarbij rekening is
gehouden met het verschillend aantal metingen voor elk dezer bogen.

Van de lijnen in de ijzernikkelboog zijn slechts enkele vrij van
zelfabsorbtie gemeten, zoodat wij deze resultaten hier buiten be-
schouwing hebben gelaten.

Uit de resultaten der metingen, zooals zij in kolom 5 voorkomen,
kunnen onmiddellijk de intensiteiten bepaald worden in geval van
statistische bezetting der niveau's {T-^x). indien men de gemeen-
schappelijke temperatuur kent van de lichtbronnen, waarin deze
metingen verricht zijn. Deze temperatuur hebben wij bepaald uit
intensiteitsverhoudingen in de cyaanbanden in de koolnikkelboog,
waarin de verhouding van koolpoeder tot nikkel 2 : 1 bedroeg.
Hiertoe is gebruikt de bandengroep bij 3883 A, welke ontstaat bij
een electronenovergang 22' —22quot;, terwijl de verandering van het
vibratiequantengetal nul is. Daar deze bandengroep geanalyseerd
is 24) en de relatieve overgangswaarschijnlijkheden van de trillings-
overgangen 25) bekend zijn, is het mogelijk de relatieve intensiteit
van twee lijnen uit deze bandengroep in een boog te berekenen als
functie der temperatuur. Het is dus ook mogelijk de verhouding van
de som van alle intensiteiten in een golflengtegebied l-^ tot de som
van alle intensiteiten in een tweede golflengtegebied I2 als functie
der temperatuur te bepalen. Omgekeerd kan men uit een gemeten
verhouding de temperatuur vinden.

Wij hebben de temperatuur bepaald uit de verhouding van de
intensiteiten in een gedeelte der eerste en een gedeelte der tweede
kop van de bandengroep bij 3883 A. en hiervoor 6400° K. gevonden.
In kolom 6, pag. 64 vindt men de relatieve intensiteiten van nikkel-
lijnen bij statistische bezetting, zooals deze verkregen zijn uit de
intensiteiten van kolom 5 na correctie voor deze temperatuur.

Het bleek uit de zwartingen op de opname van de boog, waarvan
de temperatuur bepaald is en waarin ijzer als verontreiniging voor-
kwam, dat de onderlinge verhouding der intensiteiten van de ijzer-

multiplets fi—/2 en d^—(§4) dezelfde was als bij de meting ß
in § 4, zoodat deze voor dezelfde temperatuur van 6400° K. gecorri-
geerd moet worden. Het derde ijzermultiplet —cfi (§ 3) is onder
eenigszins andere omstandigheden dan —ƒ2 en d^—ƒ! gemeten.
Door de kleine splitsing (650 c.m.—i) is het echter geoorloofd
dezelfde temperatuur te gebruiken.

Van de drie gemeten ijzermultiplets zijn ƒ!—ƒ2 en d^—ƒ! direct
vergelijkbaar; toch lijkt het in verband met de groote afstand der
aanvangsniveau's (ca. 8000 c.m.—i) niet gewenscht, de relatieve
intensiteiten bij statistische bezetting te vergelijken. Het derde mul-
tiplet ƒ1—c/i ligt in een geheel ander golflengtegebied en is dus
gemeten met rooster en plaat in een verschillende stand. Het is niet
vergelijkbaar met de andere twee.

HOOFDSTUK IV.

Nadere beschouwing der zelfabsorbtie in de nikkelmetingen.

§ 8. Boogmetingen.

In het vorige hoofdstuk zijn de intensiteiten uit verschillende
metingen dubbellogarithmisch tegen elkaar uitgezet. Met behulp
van de op deze wijze verkregen krommen gelukte het tot de inten-
siteitsverhoudingen van een groep lijnen vrij van zelfabsorbtie te
komen. Het is nu dus mogelijk de intensiteiten van deze lijnen in
verschillende lichtbronnen te vergelijken met de waarde, die zij
zonder zelfabsorbtie zouden hebben en na te gaan in hoeverre het
op deze wijze verkregen verband overeenstemt met dat voor een
homogene lichtbron, zooals in hoofdstuk I beschouwd is. Het gebied
van de functie, welke in een dergelijke homogene lichtbron de inten-
siteiten bepaalt uit de intensiteiten zonder absorbtie, is globaal te
verdeelen in drie gedeelten:

a)nbsp;een gebied met heel weinig absorbtie, waarin de beide inten-
siteiten evenredig zijn;

b)nbsp;een gebied waar de functie niet veel verandert: een „vlakquot;
stuk van grooter of kleiner lengte;

c)nbsp;een gebied van zeer groote absorbtie waar de intensiteit even-
redig is met de wortel uit die zonder absorbtie.

Wij zullen eerst nagaan of wij dit beeld in het algemeen ook
vinden bij metingen in de boog. De koolnikkelmetingen kunnen,
daar zij vrij van zelfabsorbtie zijn, hier buiten beschouwing blijven.
Fig. 10 geeft de intensiteiten in de nieuwzilverbogen bij 19 m.m. en
40 m.m. tegen een der koolnikkelmetingen, dus tegen intensiteiten,
welke vrij zijn van zelfabsorbtie. Uit de kromme voor de boog met
19 m.m. druk is nog niet veel te constateeren, daar zij alleen het
allereerste begin van zelfabsorbtie geeft; in de kromme voor de
boog van 40 m.m. is echter duidelijk een begin van het „vlakkequot;
tusschenstuk te zien. Nog duidelijker is dit voor de intensiteiten in
de nieuwzilverboog in lucht van 77 m.m. druk, zooals die in fig. 8
zijn uitgezet, temeer daar de intensiteiten, waartegen is uitgezet, nog
niet vrij van zelfabsorbtie zijn en dus de kromme in dit geval nog

iets vlakker zal worden. De metingen in nieuwzilverbogen geven
dus wat vorm betreft krommen, zooals die voor homogene licht-
bronnen kunnen voorkomen.

O
O

Cl

CM

De metingen in de zilvernikkelboog en in de ijzernikkelboog zijn
in fig. 12 dubbellogarithmisch uitgezet tegen de intensiteiten zonder
zelfabsorbtie uit kolom 5, pag. 64. De temperatuur van de ijzer-
nikkelboog hebben wij niet met die van de andere lichtbronnen
vergeleken, flet zou dus mogelijk kunnen zijn, dat de intensiteiten
zonder zelfabsorbtie in deze boog verschilden van de waarden, zoo-
als die voor de andere bogen, met hun gemeenschappelijke tempera-
tuur, gebruikt zijn. Het blijkt echter duidelijk, dat de getrokken
kromme een zeer lang „vlakquot; gedeelte krijgt. De kromme van de
zilvernikkelmeting bevat een dergelijk gedeelte niet, maar gaat
onmiddellijk over in een gedeelte waar de intensiteiten ongeveer
evenredig zijn met de wortel uit die zonder zelfabsorbtie. De helling
in dit gebied is, inplaats van 0.50, zooals in homogene lichtbronnen
verwacht zou worden, 0.43. Deze kromme komt qualitatief vrij goed
overeen met die met een waarde a=l in fig. 2. Van de metingen
is zij de eenige waarbij een wortelgedeelte in de kromme aanwezig
is. Een aanwijzing ervan is mogelijk nog de kleine stijging in fig. 7
voor de door BoUMA verrichte metingen in een boog van atmosfeer-
druk.

Wij hebben nu gepoogd in een sterke nikkelboog intensiteiten
met zeer groote zelfabsorbtie te meten. Daartoe is gebruikt een boog
met nikkelpolen in lucht van één atmosfeer druk en bij een stroom-
sterkte van 6.5 Amp. Door de groote lichtsterkte waren zeer veel
lijnen op de opnamen aanwezig, waaronder veel uit het cobalt-
spectrum. De in de tabel op pag. 43 aangegeven lijnen konden echter
goed gemeten worden.

De intensiteiten zonder zelfabsorbtie van deze lijnen komen voor
de sterkere wel voor in kolom 5 van pag. 64, die van de zwakste
echter niet. In fig. 13 zijn de waarden der oppervlakte-intensiteiten,
bepaald met behulp van het toestel van Wouda27), zooals gemeten
in de boog van 6.5 Amp., dubbellogarithmisch uitgezet tegen de
intensiteiten zonder zelfabsorbtie van pag. 64. Het blijkt, dat de
spreiding in deze figuur weinig of geen verband houdt met de lig-
ging van de aanvangsniveau's der lijnen, zoodat een temperatuur-
verschil tusschen de boog van 6.5 Amp. eenerzijds en de bogen,
waaruit de intensiteiten zonder zelfabsorbtie bepaald zijn, ander-
zijds, slechts in geringe mate invloed op deze spreiding heeft. Uit

de figuur blijkt ondanks deze groote spreiding, dat de gemeten
intensiteiten ongeveer evenredig zijn met de wortel uit die zonder
zelfabsorbtie (helling 0.48).

De metingen in de verschillende bogen geven dus voor de uitge-
straalde energie in een lijn, in afhankelijkheid van de energie die
zonder zelfabsorbtie uitgestraald zou worden, functies welke
dezelfde gedaante hebben als die voor homogene lichtbronnen. De

spreiding der punten om de verschillende krommen zal gedeeltelijk
haar oorzaak vinden in de meetfouten en het verschil in golflengten.

maar verder zeker ook in de inhomogeniteit der lichtbron en een ver-
schil in vorm tusschen de lijnen. Ter oriëntatie, wat betreft de
zelfabsorbtie in bogen, kan men echter van de gegevens voor homo-
gene lichtbronnen zeker gebruik maken, indien een voldoende aantal

lijnen beschikbaar is. De krommen wijzen er op, dat y dus

dat de hjnbreedte van de orde der Dopplerbreedte is of er zelfs
hoofdzakelijk door wordt bepaald. Quantitatieve conclusies omtrent
de waarden van a uit de gevonden krommen lijken in verband met
de inhomogeniteit der bogen en het mogelijke verschil in lijnvorm
echter niet gerechtvaardigd.

De intensiteitsverhoudingen in de boog met groote stroomsterkte
zijn bepaald zoowel uit de oppervlakte-intensiteiten als uit de top-
intensiteiten der lijnen, zooals zij op de fotogrammen voorkwamen.
In fig. 14 vindt men de waarden, zooals op deze wijzen gevonden
werden, dubbellogarithmisch tegen elkaar uitgezet. Hieruit ziet men,
dat ongeveer de helft van de intensiteitsverhoudingen van deze

lijnen met buitengewoon groote zelfabsorbtie nog op de juiste wijze
gegeven wordt door de topintensiteit. Voor lijnen zonder zelf-

200

100

50

20

10

20

50

100
Fig. 14.

200

500

1000

absorbtie is dit dus zeker het geval. Wij kunnen ditzelfde ook op de
volgende wijze inzien. De totale breedte van de lijn is van dezelfde
orde als de Dopplerbreedte A^d- Deze is bepaald door de betrek-

— , waarin T de absolute temperatuur

M

der lichtbron en M het atoomgewicht van het betreffende eleinent
(in dit geval 58,68) is. Het theoretisch oplossend vermogen van
het rooster is in de tweede orde 2 X 28000 = 56000. Het bleek
echter, dat het oplossend vermogen een ongeveer viermaal zoo kleine

waarde had. Dus wordt^» = Ty^QQ

1

vindt men nu

i X 56000

3,58 X 10-^

wel de intensiteitsverhoudingen uit de topwaarden kunnen worden
bepaald, indien de lijnen niet te groote zelfabsorbtie vertoonen.

§ 9. VLAiVlMETINGEN.

Om gegevens over de zelfabsorbtie in een meer homogene licht-

bron te verkrijgen, hebben wij de intensiteiten van nikkelhjnen ge-
meten in een vlam. De eerste pogingen hiertoe zijn gedaan met een
vlam, gevoed met een lichtgas-luchtmengsel, waarin door ver-
stuiving van een oplossing nikkelchloride werd gebracht. De inten-
siteiten der nikkellijnen waren in deze lichtbron zeer gering. Ook in
een vlam, brandend met een lichtgas-zuurstofmengsel, was de inten-
siteit voor opnamen op het rooster te gering. In deze vlam werd het
nikkel door verdampen van het metaal toegevoerd, terwijl gas- en

zuurstoftoevoer voor de brander met behulp van rotameters constant
gehouden werden. Met deze lichtbron werd met behulp van een
Hilger E^ kwartsspectrograaf na twintig minuten belichting van
meerdere lijnen een goede zwarting verkregen.

In de tabel op pag. 46 vindt men in de tweede kolom de
intensiteiten der lijnen zonder zelfabsorbtie in een lichtbron van
6400° K. Om deze waarden om te rekenen voor een lichtbron van
de temperatuur 7,. der vlam moet men hen vermenigvuldigen met de

factor e ^nbsp;6«o De temperatuur der vlam, welke 2330° K.

bleek te zijn, hebben wij hiertoe bepaald als omkeertemperatuur.
Uit onderzoekingen van Kohn28) is gebleken, dat de op deze wijze
bepaalde temperatuur voor vlammen de juiste waarde geeft. In de
derde kolom vindt men de waarden voor de intensiteiten zonder
zelfabsorbtie in de vlam, zooals zij uit die van de tweede kolom ver-
kregen zijn, terwijl de vijfde kolom de in de vlam gemeten intensi-
teiten geeft. Daar de lijnen verschillend van golflengte zijn, hebben
wij volgens hoofdstuk 1 als eenheid van intensiteit voor ieder der
lijnen een andere moeten nemen en wel een waarde evenredig met

hv

bv^ e~ welke eenheid voor de vlam door de lagere temperatuur
ongeveer zesmaal zoo sterk verloopt met de golflengte als voor de
gebruikte bogen. In de vierde en zesde kolom vindt men de waar-
den voor de intensiteiten vrij van zelfabsorbtie resp. de gemeten
intensiteiten, uitgedrukt in deze eenheden.

Fig. 15 geeft deze waarden dubbellogarithmisch tegen elkaar uit-
gezet. De door de verkregen punten getrokken rechte heeft een
helling van 0.55, zoodat de gemeten intensiteit ƒ als functie der
intensiteit zonder zelfabsorbtie Jq wordt J = K X Jqquot;'^^- Wij vinden
dus hier met behulp van de boogmetingen voor de vlam vrijwel een
wortelfunctie, zooals die in homogene lichtbronnen met groote zelf-
absorbtie te verwachten is.

Dat in deze vlam een zoo sterke zelfabsorbtie aanwezig is,
ondanks het feit, dat de intensiteit zeker kleiner is dan die in de
koolnikkelbogen, vindt zijn oorzaak in de lagere temperatuur der
vlam. Immers, bij gelijke bezetting g„ b^ der uitgangsniveau's in de

E

bogen en de vlam hebben de eindniveau's bezettingen hg e*quot; ®^®®

en Qm bonbsp;waarin E het energieverschil is tusschen aanvangs-

en eindniveau der Hjn. De bezetting van het eindniveau is dus in de

Fig. 15.

B /_J___

vlam in dit geval e^ ^2330 6^00^ maal zoo sterk. Voor de gemeten
lijnen is deze factor ongeveer eii-s dus ca. 105. Dezelfde factor vindt
men onmiddellijk uit het feit, dat wat zelfabsorbtie betreft intensi-
teitswaardennbsp;en bij gelijke golflengte dus waarden

''nbsp;kT

bv^ e

vergelijkbaar zijn; om lichtbronnen met Boltzmannbezetting met
verschillende temperaturen te kunnen vergelijken, wat zelfabsorbtie
betreft, moet dus de energiemaat genomen worden evenredig

met e

HOOFDSTUK V.

Vergelijking van de resultaten der metingen met
intensiteitsregels.

§ 10. IJZER.

Met behulp van de tabellen op pag. 50 en 51 is gecontroleerd in
hoeverre door de gemeten ijzermultiplets aan de sommenregel is vol-
daan. Daartoe zijn in de multiplets, die in hoofdstuk II genoemd
werden, nadat zij van en bezettingscorrectie zijn voorzien, alle
intensiteiten van lijnen, uitgaande van of gaande naar één niveau,
gesommeerd en zijn verder deze sommen gedeald door het statistisch
gewicht van het betreffende niveau. Men vindt zoowel de sommen
als de quotiënten in de tabellen aangegeven. Indien aan de sommen-
regel voldaan is, moeten de quotiënten in horizontale richting onder-
ling gelijk zijn, eveneens die in verticale richting. Tevens vindt men
in de tabellen de afstanden zoowel van de beginniveau's onderling
als van de eindniveau's onderling, in c.m.—i aangegeven, en verder
deze afstanden, gedeeld door de grootste der twee bij deze niveau's
behoorende /s. Volgens de intervalregel moeten ook deze quotiënten
gelijk zijn en zooals men ziet zijn de afwijkingen van deze regel niet
zeer groot, terwijl volgens metingen van Babcock de Zeemanspht-
singen geheel overeenkomen met die, welke men volgens de
Landé'sche g-formule berekent 20).

De intensiteiten van het multiplet fi—d^, welke zonder en
bezettingscorrectie goed aan de sommenregel voldeden, geven hierna
in verticale richting een minder goede overeenstemming, waarbij het
maximale verschil tusschen twee quotiënten ca. 35 % bedraagt. In
horizontale richting zijn de afwijkingen niet zeer groot.

Het multiplet —vertoont merkbare verschillen van de som-
menregel; in horizontale en verticale richtingen bedragen de afwij-
kingen tusschen de grootste en de kleinste quotiënten ca. 30 % en
35 %. Aan de symmetrie ten opzichte van de hoofddiagonaal, die
men volgens de sommenregel zou verwachten, is bij dit multiplet

4

50
fi-di

Intervallen:

0nbsp;12nbsp;3nbsp;4
71.1nbsp;139.7 199.5 240.2
71.1nbsp;69.9 66.5 60.1

1nbsp;2nbsp;3 4nbsp;5
169.8nbsp;257.7 351.3 448.5

84.5nbsp;85.9 87.8 89.7

P-P

gem.
78.4

1nbsp;2nbsp;3nbsp;4nbsp;5

144.9 218.5 289.2 344.1
72.4 72.8 72.3 68.8

Zie boven.

d'-fl

P

169 (0.97)

158 (0.91) 365 (1.04)
35.5(1.43) 200 (0.80) 604 (1.01)

13.6*(0.55) 200 (0.76) 931 (1.00)

23.8*(1.91) 112 (0.60) 1323 (0.97)

1323
120

gern. 118
Van V. Milaan overgenomen.

Intervallen :

P

12nbsp;3nbsp;4

106.7 164.9nbsp;227.9

53.3 54.6nbsp;55.7
0 12 3

89.9 184.1nbsp;288.1
89.9 92.05 96.0

ook niet voldaan. Het heeft weinig zin voor deze multiplets, waarin
reeds merkbare afwijkingen van de sommenregel bestaan, de ver-
houdingen der lijnen individueel te vergelijken met de voor hen
berekende waarden volgens HönlS) en Kroniq4).

Het multiplet cfi—/i, dat de sterkste lijnen uit het spectrum
bevat, voldoet goed aan de sommenregel. Wij hebben hier tevens de
quotiënten opgemaakt van de gemeten intensiteiten en de inten-
siteiten volgens de formules van HÖNL en Kronig, welke quotiënten

tusschen haakjes bij de hjnen zijn aangegeven. In de hoofddiagonaal
is ook zeer goed aan deze regels voldaan. Daar deze lijnen voor een
belangrijk gedeeUe de sommen, noodig voor de sommenregel, be-
palen, behoeft deze overeenstemming niet te verwonderen. Blijkbaar
zijn echter de zwakkere lijnen wel gestoord.

Hoewel dus bij deze gemeten ijzermultiplets afwijkingen van de
sommenregel aanwezig zijn, vinden wij geen zeer groote verschillen,
in tegenstelling met enkele der verder gegeven nikkelmultiplets. In
het nikkelspectrum zijn trouwens ook de afwijkingen van de inter-
valregel en de Landé'sche g^-formule veel grooter.

Door van Milaan zijn de verhoudingen der totaalintensiteiten
van de muhiplets fi—cf2, d^—d^ en pi—uit zijn metingen opge-
maakt, waarvoor hij vond 3:3: 1. Op grond van correspondentie-
overwegingen leek het hem waarschijnlijk, dat de intensiteiten van
deze multiplets in de richtingnbsp;di_d2, pi—d2 zouden af-

nemen. Indien men aan de hand der latere classificatie 29) in het
ijzerspectrum, waarbij de groepen d^ en fi, cfi, pi bleken cf6s(6D) s
resp. lt;i6s(6D) p te zijn, met behulp van de Kronigsche formules,
deze verhoudingen berekent, vindt men inderdaad 7:5:3. De ver-
houding 3:3:1 of 7 : 7 : 2.33 wordt echter, indien men hier de later
ingevoerde v4.correctie 30) aanbrengt, 6.2 : 4.9 : 3.3 en wijkt dus veel
minder af van de berekende verhouding.

§ 11. Nikkel.

De lijnen in het nikkelspectrum zijn voor het grootste gedeelte
ondergebracht in een termschema (fig. 5 en 5a) van een bouw, zoo-
als men die op grond van Hund's theorie kan verwachten lo). De
lijnen, waarvan wij de intensiteit gemeten hebben, behooren vrijwel
alle tot multiplets, gaande van de niveau's van z^Po, zW^, z^D»,
ziDo, zspo, z^pO; z^Go, ziGo en zSDo, z^po, z^Go, naar de
niveau's van aW, aW en a^F. De groepen aSD en a^D vormen de
configuratie d'^s, terwijl a^F met de hooger liggende groepen a^P,
bW en aiG tot de configuratie d^s^ behoort en het niveau aiS de
configuratie d^^ isio). Van de uitgangsniveau's vormen de groepen
z3Po, z^Po, z^Do, z^Do en zSF«, z^po de configuratie d^p, terwijl
de andere behooren tot de configuratie ds.s.p.

Aan de intervalregel is in het algemeen voor deze groepen zeer

slecht voldaan; de quotiënten bepaald door de splitsingen te deelen
door de grootste betreffende j zijn voor

De door de intervalregel verlangde gelijkheid der quotiënten is,
zooals men ziet, ver te zoeken. De door Bakkersi) bepaalde waar-
den van g voor de Zeemansplitsingen wijken in verschillende ge-
vallen ook vrij sterk af van de volgens LandÉ berekende.

Wij zullen nu nagaan, in hoeverre de gemeten intensiteiten aan
de sommenregel voor multiplets voldoen. Hiertoe ontbreken in ver-
schillende gevallen de zwakste lijnen, die niet sterk genoeg waren
om in de gebruikte lichtzwakke bogen gemeten te worden. Wij
hebben in die gevallen gebruik gemaakt van de door Bouma
gemeten lijnen, na hen vermenigvuldigd te hebben met 0.239 om ze
op de door ons gebruikte schaal te brengen, en van rquot;*- en be-
zettingscorrectie te hebben voorzien. Deze lijnen zijn steeds voor-
zien van een *. De factor 0.239 is bepaald uit gemeenschappelijk
gemeten lijnen, die vrij zijn van zelfabsorbtie. Indien wij van deze
gemeenschappelijk gemeten lijnen de quotiënten der intensiteiten
volgens BoUMA, vermenigvuldigd met 0.239, en die volgens onze
metingen rangschikken volgens de ligging van het uitgangsniveau,
dan blijkt, dat eenig systematisch verloop aanwezig is; en wel zóó,
dat voor lijnen uitgaande van de hoogere niveau's de metingen in
de boog bij lage druk relatief zwakker, voor die vanuit de lagere
niveau's relatief sterker zijn dan Bouma's metingen in lucht van één
atmosfeer druk. De temperatuur in de boog bij lage druk zou dus
iets lager moeten zijn dan in de boog bij één atmosfeer druk, wat

geheel in overeenstemming is met de metingen van Ornstein,
Brinkman en Beunes 26):

Wij hebben de bezettingscorrectie voor deze aanvullende lijnen
echter berekend met behulp van dezelfde temperaturen als voor de
andere door ons gemeten lijnen, daar de invloed van het tempera-
tuurverschil op de berekende sommen via de bezettingscorrectie van
deze zwakke lijnen minimaal is.

In onderstaande tabellen vindt men de intensiteiten en golf-
lengten der lijnen gerangschikt in multiplets, waarbij triplet-,
singulet- en intercombinatielijnen, voorzoover beschikbaar, zijn
ondergebracht in een „uitgebreid multipletquot;. Tevens zijn voor deze
multiplets weer de sommen der intensiteiten, uitgaande van een-
zelfde of gaande naar eenzelfde niveau, opgemaakt, en de quotiënten
van deze sommen en de statistische gewichten der betreffende
niveau's, welke quotiënten volgens de sommenregel constant moeten
zijn. Bij het opmaken van deze sommen en quotiënten zijn in enkele
gevallen dubbel geclassificeerde lijnen gebruikt. Waar dit gebeurd
is, blijkt echter in ieder der gevallen, dat dit het resultaat niet
noemenswaard beïnvloedt. Het blijkt, dat aan de sommenregel even-
min voldaan is als aan de intervalregel of aan de Landesche
g-formule.

De vrij sterke lijn 3114.13 in het laatste multiplet ligt buiten het
doorgemeten golflengtegebied en is door BoUMA niet met zekerheid
zonder zelfabsorbtie gemeten.

a^F-z^GO

z^Efi
\ziDO

Daar aan de sommenregel voor multiplets zoo slecht is voldaan,
hebben wij gepoogd de intensiteiten in een grooter verband te
sommeeren. Zeer geschikt daartoe zijn de multiplets, die de over-
gangen geven tusschen de configuratie d^p en de configuratie
cfös, n.1.

en a'D-z'F''

Xnbsp;X

a'D-z'D° a'D-z^Fo

Voor deze multiplets hebben wij eerst de sommen opgemaakt van
alle intensiteiten van lijnen, welke gaan naar één der niveau's
aSDi, 2,3 of aiDg. De sommen zijn 692, 1285, 1455 en 1521 en de
hierbij behoorende quotiënten 231, 257, 208 en 304, of na middeling
van de quotiënten van a^Dg- en a^Da-termen 231, 280 en 208.

Verder kan hier gebruik gemaakt worden van een door HarrISON
en Johnson gevonden invariantie, n.1. dat, mits geen storing door
een derde configuratie aanwezig is, de totale intensiteit van alle
lijnen, ontstaan door overgangen tusschen alle niveau's / = van
de ééne configuratie (d^p) en alle niveau's ƒ = ƒ2 van de andere
configuratie (d^s), onafhankelijk is van de koppelingsverhou-
dingen 32). Het bedrag van de invariante sommen kan in het geval
van LS koppeling berekend worden volgens de door KroNIG aan-
gegeven formules. Op pag. 58 vindt men de intensiteiten van de
lijnen uit deze overgangen gerangschikt in een schema, waarbij in
de verschillende kolommen alle lijnen voorkomen, gaande naar
niveau's der configuratie d^s met éénzelfde /, terwijl in de ver-
schillende rijen alle lijnen voorkomen, gaande vanuit niveau's der
configuratie d^p met éénzelfde j. In ieder der aldus door twee
/-waarden bepaalde groepen zijn de gemeten intensiteiten gesom-
meerd. Rechts boven in de onderverdeelingen vindt men een getal
aangegeven, waaraan deze sommen volgens de formules van Kronig
evenredig moeten zijn, terwijl rechts onder in de vakjes het quotiënt
van de sommen en het getal g is aangegeven. Deze quotiënten zou-
den, indien geen storing door een derde configuratie aanwezig was,
constant moeten zijn. Daar dit niet het geval is, zullen hier dus
storingen aanwezig zijn, die, hetzij uit de configuratie d^sp, hetzij
uit de configuratienbsp;afkomstig zijn. Wat het laatste geval

betreft waarschijnlijk dan door niveau's van de groep a^F.

Van de invloed hierbij van de quintetgroepen der configuratie
d^sp kan men een indruk krijgen uit de intensiteiten der inter-
combinaties naar de niveau's a^D en a^D. De totale intensiteiten

van de multipletsnbsp;z ^G» ennbsp;z^F'^ zijn 1.5

a'D/ a'D/nbsp;a'D/

15 * en 525. Zij nemen dus sterk toe in de volgorde z^D, z^G, z^F,
dit is dus in dezelfde richting waarin de afstand tot de niveau's der
configuratie d^p afneemt. Hetzelfde geldt voor de overgangen van-
uit deze quintettermen naar de niveau's van a^F, waar de sommen

z^pO

435

48.3

418.5

99.2

432

100.2