RELATIEVE WAARSCHIJNLIJKHEDEN VAN OVERGANGEN IN HET CALCIUM-,nbsp;ZINK- EN STRONTIUMATOOM

h;'-.;;.'f-. nbsp;nbsp;nbsp;.'’t' ■ = ■# .V

• nbsp;nbsp;nbsp;** v« * *#nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;^ ^nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;**ra^ *: wwltetó . wv -ï- r' » ,-T

VAN OVERGANGEN IN HET CALCIUM-, ZINK- EN STRONTIUM ATOOM

PROEFSCHRIFT

TER VERKRIJGING VAN DEN GRAAD VAN DOCTOR IN DE WIS- EN NATUURKUNDEnbsp;AAN DE RIJKSUNIVERSITEIT TE UTRECHT.nbsp;OP GEZAG VAN DEN WAARNEMENDnbsp;RECTOR MAGNIFICUS, L. VAN VUUREN,nbsp;HOOGLEERAAR IN DE FACULTEIT DERnbsp;LETTEREN EN WIJSBEGEERTE. VOLGENSnbsp;BESLUIT VAN DEN SENAAT DER UNIVERSITEIT TEGEN DE BEDENKINGEN VAN DEnbsp;FACULTEIT DER WIS- EN NATUURKUNDEnbsp;TE VERDEDIGEN OP MAANDAG 14 DECEMBERnbsp;1942 DES NAMIDDAGS TE 4 UUR

JAN WILLEM SCHUTTEVAER

INHOUD.

� nbsp;nbsp;nbsp;3.nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;Het bepalen vannbsp;nbsp;nbsp;nbsp;de temperatuur van het booggas 15

Hoofdstuk II. Bepaling der overgangswaarschijnlijkheden van lijnen van het zinkatoom.

Hoofdstuk ui. Bepaling der relatieve waarschijnlijkheden van over-gangen in het tripletsysteem van het calcium- en het strontiumatoom.

� 2. De metingen in het tripletsysteem van strontium 43 � 3. De resonantie-intercombinatielijnen van calcium

Hoofdstuk IV. Vergelijking der relatieve waarschijnlijkheden van over-gangen in het tripletsysteem van het Mg-, Ca-, Zn-,

INLEIDING 1).

Het doel van dit onderzoek was aanvankelijk alleen het bepalen van relatieve overgangswaarschijnlijkheden van het zinkatoom innbsp;een electrische lichtboog tusschen twee koolelectroden.

Nadat van meerdere lijnen deze relatieve overgangswaarschijnlijkheden waren bepaald, bleek er in het tripletsysteem bij de 3S�sp gjj sj)�3p overgangen een vrij groote overeenkomst tenbsp;bestaan tusschen de overgangswaarschijnlijkheden van de Zn-lijnennbsp;en die van de vroeger gemeten analoge lijnen van Mg en Cd (1).nbsp;Het leek niet onmogelijk, dat deze overeenkomst zou bestaan voornbsp;alle elementen van de tweede groep van het periodiek systeem. Aannbsp;Ba- en Hg-atoomlijnen waren ook reeds metingen verricht, doch denbsp;gemeten lijnen waren of te gering in aantal of behoorden niet totnbsp;�ie gewenschte overgangen (2). Hoewel er aan Calcium en Strontium wel metingen waren verricht, waren er nog geen �sp gn

�sp overgangen gemeten, zoodat wij, teneinde na te gaan of de bovengenoemde overeenkomst ook voor deze elementen geldt,nbsp;deze zelf hebben gemeten (3).

Een atoom, dat op de een of andere wijze in een aangeslagen toestand is gebracht, kan bij overgang in een lagere energietoestandnbsp;�en photon uitzenden. De kans per tijdseenheid, dat een dergelijknbsp;aangeslagen vrij atoom spontaan naar een bepaalde lagere energietoestand overgaat onder uitstraling van het bij die overgang behoo-rende photon, heet de overgangswaarschijnlijkheid van de betreffende overgang. Tusschen de waargenomen intensiteit der spectraallijn (emissie per volume-eenheid) en de overgangswaarschijnlijkheid bestaat, indien er geen zelfabsorptie optreedt en de gestimuleerde emissie kan worden verwaarloosd, de betrekking:

Het begin van het onderzoek vond plaats onder leiding van wijlen Prof. Dr. L. S. Ornstein.

Bij bekende absolute of relatieve bezetting der verschillende ni-veaux is het dus mogelijk de absolute of relatieve overgangswaar-schijnlijkheden te bepalen door spectrale intensiteitsmetingen.

Wanneer in een electrische lichtboog in lucht van ��n atmosfeer de axiale electrische veldsterkte niet te groot is, terwijl de gemiddelde natuurlijke levensduren der niveaux niet kleiner zijn dan ongeveernbsp;10~8 sec., dan zal de bezetting van deze niveaux hoofdzakelijk worden bepaald door de botsingen tusschen de atomen en moleculennbsp;onderling, terwijl de botsingen der atomen met electronen en ionennbsp;en de emissie en absorptie van straling daartoe practisch niet bijdragen (4), Onder deze omstandigheden kan, hoewel er van ther-modynamisch evenwicht geen sprake is, de bezetting der energie-niveaux bij voldoende benadering worden beschreven met denbsp;formule van Boltzmann:

(2)

Wanneer nu voor een bepaalde spectraallijn de bezetting van het bovenniveau beschreven kan worden met de formule van Boltzmann, terwijl de waargenomen intensiteit gegeven wordt door formule 1, dan wordt de lichtbron voor die spectraallijn een BoLTZ-MANN-straler genoemd. Een lichtbron kan dus voor een bepaaldenbsp;lijn als BoLTZMANN-straler worden beschouwd, ook wanneer ditnbsp;voor andere lijnen, tengevolge van zelfabsorptie, niet het geval is.nbsp;Met behulp van de formules 1 en 2 zou het dus in principe moge-

lijk zijn in een koolboog absolute overgangswaarschijnlijkheden te bepalen, ware het niet, dat een bepaling van N practisch niet mogelijk is. In een vlam, waarvoor bovenstaande formules eveneensnbsp;geldig zijn, is een dergelijke bepaling wel mogelijk. Daar echternbsp;de bovenniveaux van het meerendeel der te meten Ca-, Zn- en Sr-atoomlijnen vrij hoog liggen, tusschen 4 en 9 e.Volt en de temperatuur van een bruikbare vlam ten hoogste ongeveer 3000? Knbsp;bedraagt, zou hier de bezetting van deze niveaux te klein worc|ennbsp;Om nog intensiteiten te verkrijgen, die goed boven de ondergrcindnbsp;uitkomen. Tevens doet zich dan nog de mogelijkheid van molecuul-vorming voor.

Wij hebben ons dan ook moeten tevreden stellen met een meting der relatieve overgangswaarschijnlijkheden. Met behulp van, langsnbsp;andere weg, door anderen bepaalde absolute overgangswaarschijnlijkheden van de zinkresonantielijnnbsp;nbsp;nbsp;nbsp;en de resonantie-

gemeten, is het toch mogelijk geweest de absolute overgangswaarschijnlijkheden van het zinkatoom vrij nauwkeurig vast te leggen.

De niveauschema�s van Ca, Zn en Sr, welke evenals bij alle elementen van de tweede groep van het periodiek systeem bestaan uit een singulet- en een tripletsysteem, zijn analoog van bouw. Daar denbsp;meeste metingen aan zink verricht zijn, meenen we te kunnen volstaan met alleen het schema van zink te geven. (Figuur 1.) Denbsp;hierin voorkomende lijnen, met uitzondering van de resonantielijn,nbsp;zijn alle gemeten.

HOOFDSTUK 1.

De meetmethode en de contr�lemetingen.

Als lichtboog werd een verticaal brandende boog in lucht gebruikt tusschen koolelectroden met een diameter van 4 mm. i). De boog werd bedreven met gelijkstroom en in de onderste, positievenbsp;electrode werd een gat geboord met een diameter, welke bij verschillende opnamen varieerde tusschen 1 en 2 mm. In dit gat werdnbsp;ZnO gebracht, wat echter, teneinde geen te groote concentratie vannbsp;zinkatomen in de zuil te verkrijgen, werd vermengd met MgO ofnbsp;MgCOs, Deze boog brandde zeer rustig, zoodat er geen extra voorzieningen behoefden te worden getroffen om hem te stabiliseeren, tenbsp;meer daar de belichtingstijden zeer kort waren, namelijk van 1 tot 20nbsp;seconden. De gebruikte booglengte bedroeg ongeveer 1 cm en ernbsp;Werd zorgvuldig op gelet, dat in het midden der booghoogte werdnbsp;gemeten, zoodat geen storing was te verwachten van een eventueelnbsp;grootere axiale electrische veldsterkte tengevolge van anode- ofnbsp;kathodeval.

De zuil van de boog werd met behulp van een lens van 15 cm brandpuntsafstand scherp afgebeeld op de spleet van de spectro-graaf, terwijl deze lens nog met behulp van een lens van 35 cmnbsp;brandpuntsafstand op de lens van de spectrograaf werd afgebeeld,nbsp;wat de homogeniteit van de �vulling� der spectrograaf aanmerkelijknbsp;ten goede kwam, De vergrooting van de afbeelding was 2 en denbsp;eerste lens was zoodanig gediafragmeerd, dat de lens van de spectrograaf juist geheel was gevuld. In het zichtbare gedeelte van hetnbsp;spectrum werden achromatische glaslenzen gebruikt, terwijl bijnbsp;metingen in het ultraviolette gebied werd gewerkt met kwartslenzen.nbsp;Waarbij bleek dat de chromatische aberratie niet hinderlijk was vanwege de kleine opening van de apparatuur.

De bijzonderheden der gebruikte bogen bij de metingen aan Ca en Sr Worden in Hoofdstuk III vermeld.

Het gebruikte spectraalapparaat was een spectrograaf met auto-collimatie, uitgerust met kwartsoptiek en ontworpen en vervaardigd in het Utrechtsche Laboratorium. Het voordeel van een groote dispersie (19,5 A/mm bij 5000 A en 2,26 A/mm bij 2500 A) gingnbsp;gepaard met het nadeel van een kleine opening (1 : 30) en met eennbsp;storing door het direct door de lens gereflecteerde licht. Met behulpnbsp;van een strookje dof zwart papier ter hoogte van 1 cm horizontaalnbsp;over het midden van de lens geplaatst (diameter van de lens 6,3 cm)nbsp;kon dit euvel echter afdoende verholpen worden. Bij metingen in hetnbsp;ultraviolette gedeelte van het spectrum, waarbij tengevolge van denbsp;groote dispersie een andere stand aan lens, prisma en chassis moestnbsp;worden gegeven, viel het zichtbare gedeelte van het spectrum op denbsp;binnenwand der spectrograaf. Ondanks het feit, dat de spectrograafnbsp;van binnen geheel met zwart fluweel was bekleed, gaf dit aanleidingnbsp;tot storend gereflecteerd licht op de plaat, wat met behulp van eennbsp;in de spectrograaf geplaatst scherm kon worden verholpen.

De bepaling van de intensiteiten der te meten lijnen geschiedde volgens de photograpisch-photometrische methode. De ijking dernbsp;photographische plaat werd verkregen door middel van een wolfraam bandlamp, waarvan de spectrale oppervlaktehelderheid alsnbsp;functie van de stroomsterkte en de golflengte bekend was (5).

Het midden van het bandje der bandlamp werd op dezelfde wijze op de spleet van de spectrograaf afgebeeld als de zuil van de boog.nbsp;De belichtingstijd van boogspectrum en zwartingsmerken was, waarnbsp;mogelijk, dezelfde. In enkele gevallen, in het ultraviolette deel vannbsp;het spectrum, moest de tijd voor de zwartingsmerken tweemaal zoonbsp;lang genomen worden. In het zichtbare gebied kon worden nagegaan, dat de verhouding der intensiteiten van twee lijnen, bepaaldnbsp;met deze zwartingsmerken, niet verschilde van de verhouding verkregen door het gebruiken van zwartingsmerken met dezelfde belichtingstijd als die der lijnen.

Nadat met verschillende stroomsterkten opnamen van de bandlamp waren gemaakt, kon door photometreeren met de microphoto-meter van MOLL, loodrecht op de dispersierichting, bij een bepaalde golflengte de zwarting van elk van deze zwartingsmerken worden

bepaald en als functie van de intensiteit bij die golflengte in grafiek worden gebracht. De op deze wijze verkregen zwartingskrommennbsp;moesten daarna nog worden gecorrigeerd voor de golflengte-afhan-belijkheid van de dispersie van de spectrograaf.

De lijnen of banden der opgenomen spectra werden in de disper-sierichting gephotometreerd en met behulp van de zwartingskrom-men konden de energieprofielen worden bepaald, welke na plani-metreeren de intensiteiten der lijnen of banden opleverden.

Bij de metingen in het zinkspectrum werd de temperatuur van het bepaald met behulp van het door het molecuul CN ge�mitteerde bandenspectrum. Hiervoor kwamen twee bandensequenties in aanmerking, n.1. Av = 0 (H 3883 A etc.) en Av � �1nbsp;(A4216 A etc.) (6). De eerste heeft een veel grootere intensiteitnbsp;dan de tweede en werd bij onze opnamen veel te zwart, zoodat denbsp;tweede werd gebruikt. Uit de intensiteitsverhoudingen der eerstenbsp;drie banden, waarbij onder intensiteit de totale intensiteit van allenbsp;of van een bepaalde groep rotatielijnen moet worden verstaan, is hetnbsp;mogelijk de temperatuur van het booggas te bepalen, indien hetnbsp;booggas ten aanzien van deze banden bij voldoende benadering alsnbsp;2en BoLTZMANN-straler is te beschouwen. Voor de intensiteitsverhoudingen der banden als functie van de temperatuur werd gebruiknbsp;9emaakt van een grafiek, berekend door J. L. Spier en J. A.nbsp;Smit (7).

Voor de temperatuur van het booggas werd in de meeste gevallen de gemiddelde temperatuur van alle (10�15) opnamen genomen.nbsp;B^e afwijkingen van de gemiddelde temperatuur bleven gewoonlijknbsp;beneden 150� K. Wij meenen te mogen aannemen dat deze afwijkingen als meetfouten moesten worden opgevat, in welke meeningnbsp;We nog worden gesterkt door de hieronder beschreven bepaling vannbsp;de relatieve overgangswaarschijnlijkheid van 2 koperlijnen, waarbijnbsp;Voor de temperatuur steeds de temperatuur uit de banden van denbsp;betreffende opnamen werd bepaald. De hierbij verkregen waardenbsp;Voor het quoti�nt der A. g-waarden was zeer gevoelig voor afwijkingen in de temperatuur. Toen wij met de uit 23 opnamen verkregen gemiddelde waarde voor dit quoti�nt de temperaturen van

elk der 23 spectra opnieuw berekenden, bleken inderdaad de afwijkingen van de oorspronkelijke temperaturen bijna steeds kleiner dan 150� K te zijn.

Voor de bepaling van de temperatuur bij de metingen aan Ca en Sr moest een andere weg worden ingeslagen. Tengevolge van denbsp;lage ionisatiespanningen (6,08 resp. 5,67 e.V in tegenstelling metnbsp;de ionisatiespanning voor zink, welke 9,35 e.V bedraagt) moest bijnbsp;hooge temperatuur (van de orde van 6000� K) een sterke ionisatienbsp;verwacht worden en deze ionisatie zou, zooals in � 4 wordt uiteengezet, aanleiding geven tot complicaties bij de meting. Het was dusnbsp;zaak om bij een betrekkelijk lage temperatuur te werken.

Door toevoeging van een zout van een element met lage ionisatiespanning (bijv. KCl; bij K is V,- = 4,32 e.V) aan de vulling der anode was het mogelijk temperaturen van omstreeks 4000� K te verkrijgen. Bij deze temperatuur is de intensiteit der CN-banden echternbsp;zoo gering, dat een behoorlijke temperatuurbepaling zeer lastig is.

Nu kan men, weer uitgaande van een BoLTZMANN-straler, de temperatuur ook bepalen door middel van de intensiteitsverhoudingnbsp;van twee lijnen van hetzelfde atoom of ion met verschillend bovenniveau, waarvan de relatieve overgangswaarschijnlijkheden bekendnbsp;zijn. Immers uit de formules 1 en 2 volgt voor twee lijnen:

De bepaling van de temperatuur zal des te nauwkeuriger zijn naarmate het energieverschil der bovenniveaux �2�grooter is ten opzichte van kT.

Wij hebben voor ons doel de Cu-lijnen 2 5153 A en 5700 A gekozen met een energieverschil van 2,26 e.V. De ionisatiespanning van Cu bedraagt 7,69 e.V. Voor Mg, waarvoor J. A. H. Kerstennbsp;heeft aangetoond dat de eventueele ionisatie beneden 5700� K geennbsp;storende invloed op de meting heeft, bedraagt deze spanning 7,61nbsp;e.V (1). Wij meenden dan ook de overgangswaarschijnlijkhedennbsp;der twee lijnen te mogen bepalen in bogen met temperaturen beneden ongeveer 5700� K. De verhouding der producten van relatievenbsp;overgangswaarschijnlijkheid en statistisch gewicht van het bovenniveau, A. g, werd bepaald in een boog met koolelectroden met een

diameter van 8 mm, waarbij in de onderste, de anode, een gat was geboord van 3 mm diameter gevuld met droog CUSO4, ZnO en KClnbsp;in de gewichtsverhouding 5 : 90 : 5. De stroomsterkte was 5 Amp.nbsp;Deze boog brandde niet zoo erg rustig, zoodat we de temperatuurnbsp;niet konden middelen maar voor elk spectrum de temperatuur, in datnbsp;spectrum bepaald met behulp van de CN-bandsequentie Av =: �nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;1

(^�4216 A etc.), hebben genomen. De hoogste temperatuur bedroeg 5475� K. De waarde van Q, een constante waarvan de beteekenis innbsp;� 4 zal worden uiteengezet, was van de orde van 0,01, zoodat ernbsp;geen vrees voor zelfabsorptie hoefde te bestaan. De veldsterkte innbsp;de boog bedroeg 18 Volt/cm.

Uit 23 spectra werd bepaald: A .g (A5l53)/A.g (2 5700) = 590 � 24. Deze verhouding was vroeger reeds gemeten door D. VANnbsp;Lingen (8). Hij vond hiervoor 525, waarbij echter dient te wordennbsp;opgemerkt, dat de temperatuurmeting en de intensiteitsmeting nietnbsp;in dezelfde boog hebben plaats gehad. Daar de waarde van dezenbsp;verhouding juist bijzonder gevoelig is voor afwijkingen in de temperatuur hebben we deze metingen dan ook zelf nogmaals verricht.

Met de gevonden waarde kon nu de intensiteitsverhouding der lijnen als functie van de temperatuur worden berekend, waarna de

verkregen grafiek, een rechte lijn, kan nu voor iedere gemeten intensiteitsverhouding de bijbehoorende temperatuur worden afgelezen. Voor 5000� K bedraagt I (2 5153)/! (2 5700) 2,75 en voor 4000� Knbsp;0,7. De nauwkeurigheid van de langs dezen weg verkregen temperaturen hangt af van de waarde der temperatuur en was in het doornbsp;ons gebruikte gebied bij 4000� K zeer groot. Een fout van 10 % innbsp;de gemeten intensiteitsverhouding der beide lijnen zou bij 4000� Knbsp;Aanleiding geven tot een fout van 50� K en bij 5000� K tot een foutnbsp;van 100� K.

Zooals reeds kort werd uiteengezet, dient de gebruikte stralings-bron met betrekking tot de te meten lijnen bij voldoende benadering een BoLTZMANN-straler te zijn.

formule van Boltzmann beschreven kan worden, is het allereerst noodzakelijk dat de snelheidsverdeeling der deeltjes bij voldoendenbsp;benadering voldoet aan de snelheidsverdeeling voor de temperatuurnbsp;van het booggas. Afwijkingen van de snelheidsverdeeling volgensnbsp;Maxwell voor de deeltjes in het booggas tengevolge van de temperatuur- en dichtheidsgradi�nt in de boog zijn niet te verwachten,nbsp;daar beide gradi�nten zoo klein zijn, dat hun effect geheel te ver-waarloozen is. Tengevolge van de axiale electrische veldsterkte innbsp;de boog zou men voor electronen en ionen wel een afwijking kunnennbsp;verwachten. Volgens Ornstein en Brinkman hoeft hiervoor in eennbsp;gewone koolboog in lucht van 1 atmosfeer geen vrees te bestaan (4).nbsp;Wij hebben eerst veldsterktemetingen verricht aan de door ons gebruikte boog. Hiertoe werd van een boog met koolelectroden vannbsp;4 mm diameter, waarvan de anode van een gat van 1,5 mm wasnbsp;voorzien, gevuld met ZnO en MgCOs in de gewichtsverhoudingnbsp;1 : 5, bij constante stroomsterkte de spanning tusschen de electrodennbsp;gemeten als functie van de afstand der electroden, welke werd gevarieerd van 2 tot 18 mm. Het verband tusschen beide groothedennbsp;bleek lineair te zijn. Uit de helling van de verkregen rechte kon denbsp;veldsterkte worden bepaald. In dit gebied tusschen 3 en 6 Amp.,nbsp;waarin werd gemeten, bleek de veldsterkte in afhankelijkheidnbsp;van de stroomsterkte te voldoen aan de formule van Ayrton,

en i de stroomsterkte in Amp�re is, met a = 5 en b = 70, zoodat in dit gebied de veldsterkte lag tusschen ongeveer 16,5 en 28,5 V/cm.nbsp;Dit bleek lager te zijn dan in de gewone koolboog met electrodennbsp;van 4 mm diameter, waarvoor wij op dezelfde wijze en in hetzelfdenbsp;gebied vonden, dat de veldsterkte tusschen 23,5 en 30,5 V/cm lag.

In het betoog van Ornstein en Brinkman wordt verder uitvoerig de vraag besproken of bij het aanslagmechanisme in de boog denbsp;aanslag door electronen, de botsingen van de tweede soort metnbsp;electronen en de invloed der straling mogen worden verwaarloosdnbsp;ten opzichte van de bijdragen door botsingen en botsingen van denbsp;tweede soort met de atomen en moleculen. Is dit inderdaad het gevalnbsp;dan kan men de bezetting met de formule van Boltzmann beschrijven. Uit een globale berekening blijkt, dat deze verwaar-

loozing onder normale omstandigheden inderdaad geoorloofd is behalve ten opzichte van de spontane overgangswaarschijnlijkheid.nbsp;Indien namelijk de som der overgangswaarschijnlijkheden der over-gangen met eenzelfde bovenniveau grooter is dan 10� sec.^i zijn denbsp;schrijvers van meening, dat hij niet klein genoeg meer is ten opzichtenbsp;van het aantal' botsingen van de tweede soort met neutrale deeltjes.nbsp;Het aantal dezer botsingen wordt geschat op 109 tot lO^� pernbsp;seconde. De werkzame doorsneden voor deze botsingen als functienbsp;van de snelheid zijn voor de diverse processen experimenteel ofnbsp;theoretisch niet bekend. Er blijft dus niets anders over dan in gevaarlijke gevallen (A groot of t =^klein) experimenteel na te

gaan of er bij verschillende snelheden, dus verschillende temperaturen, afwijkingen gaan optreden. Uit de door ons gemeten relatieve overgangswaarschijnlijkheden konden, door aanpassing aan absoluutnbsp;gemeten overgangswaarschijnlijkheden van bepaalde lijnen, de ge-uiiddelde levensduren der niveaux worden berekend. Zoo vondennbsp;we bij zink voor het niveau : 7,1 10�9 sec. en voor 43Di: 4,4nbsp;10�9 sec. We hebben voor de lijnennbsp;nbsp;nbsp;nbsp;�43Pq A4680A en

�43Pq ^3282 A de verhouding A.g (A3282)/A.g (24680) bepaald bij verschillende temperaturen. Deze verschillende temperaturen werden verkregen door het gebruik van verschillende relatievenbsp;concentraties van MgCOs en ZnO en door eenige variatie in denbsp;booglengte. Het resultaat van deze metingen, weergegeven in figuurnbsp;2, toont geen afhankelijkheid van het quoti�nt van de temperatuur.

A.g(X32e2)

Hg. 2. De verhouding van de A . g-waarden van de overgangen 4 ^Di�4 �Po ^ 3282 A en 5nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;�4 ^Pq A 4680 A uitgezet tegen de temperatuur.

Bij alle metingen, ook de voorgaande, moest nu nog worden nage-9uan dat er voor de lijnen geen storende zelfabsorptie optrad. Dit

kon in het bovenstaande geval en trouwens meestal, op twee manieren geschieden. In de eerste plaats konden we de intensiteits-verhouding der lijnen van het tripletnbsp;nbsp;nbsp;nbsp;4nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;en de ver

houdingen in het samengestelde triplets 3D3,2,1�4 ^P2,1, o bepalen. Deze verhoudingen kwamen bij alle metingen, waarbij de gewichtsverhouding van MgCOs en ZnO liep van 5 ; 1 tot 50 : 1, goed overeen met de theoretische voorspellingen (zie Hoofdstuk II), zoodatnbsp;we mochten aannemen, dat er geen storende zelfabsorptie optrad.nbsp;De tweede manier, welke ook steeds werd gebruikt, heeft het voordeel, dat zij niet beperkt blijft tot multipletten maar ook op enkelenbsp;lijnen kan worden toegepast. Bij deze methode wordt de absolutenbsp;oppervlaktehelderheid van de waargenomen spectraallijn vergelekennbsp;met de absolute spectrale oppervlaktehelderheid van een zwartnbsp;lichaam van dezelfde temperatuur als het emitteerende gas en bijnbsp;dezelfde golflengte. We bepaalden daartoe de waarde van de verhouding Q �nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;.

I de absolute oppervlaktehelderheid der spectraallijn in erg/sec. cm2 sterad. t);

Iq de absolute spectrale oppervlaktehelderheid van het zwarte lichaam in erg/sec. A cm2 sterad.

Met behulp van deze grootheid Q en de door van der Held uitgevoerde berekeningen kan dan het verlies aan intensiteit der gemeten spectraallijn tengevolge van zelfabsorptie worden gevonden ofnbsp;althans de bovenste grens van dat verlies worden bepaald (9). Denbsp;juiste waarde van het verlies kan echter pas worden berekend, wan-

De bepaling van de absolute intensiteit der waargenomen spectraallijn bracht geen moeilijkheden, daar de wolfraambandlamp absoluut geijkt was ennbsp;in dezelfde opstelling werd gebruikt als de boog.

de halve DoPPLER-halfwaardebreedte is) bekend is. Bij gegeven Q wordt de invloed van de zelfabsorptie kleiner naarmate a grooternbsp;wordt. In het ongunstigste geval, wanneer als lijnverbreedende oorzaak alleen het DoPPLER-effect zou optreden, wordt m' gelijk aannbsp;de natuurlijke halfwaardebreedte en is a van de orde van 0,01. Daarnbsp;Q in de meeste gevallen kleiner dan 0,1 was, zou dit een maximaalnbsp;intensiteitsverlies van 10 % beteekenen. Nu treden er in een boognbsp;zeker nog andere lijnverbreedende oorzaken op, o.a. botsingsver-breeding. De dempingsconstante voor deze botsings- of LoRENTZ-verbreeding kan men berekenen met de formule, die hiervoor doornbsp;Lorentz is afgeleid (10);

� de som der stralen der botsende deeltjes; n aantal moleculen per cm^;nbsp;niim2 de massa�s der botsende deeltjes.

Hierbij dient echter te worden opgemerkt, dat de straling van het 3toom ook reeds wordt be�nvloed zonder dat van een botsing in denbsp;klassieke beteekenis van het woord sprake is, zoodat o meestalnbsp;grooter dan de som van de stralen der deeltjes zal moeten wordennbsp;genomen. Over de waarde van a, welke nog van de grootte en denbsp;3ard der door de storende botsing teweeggebrachte energieverande-ring zal afhangen, staan in ons geval geen experimenteele gegevensnbsp;ter beschikking. Nemen we voor a een waarde van 3 A dan wordt anbsp;ongeveer gelijk aan 1, in welk geval Q = 0,1 een intensiteitsverliesnbsp;door zelfabsorptie van 6 % oplevert, terwijl Q � 0,5 een bedragnbsp;van H % zou geven.

Bij de metingen aan calcium en strontium was het nu niet altijd mogelijk de waarde van Q kleiner dan 0,1 te maken, Zooals reedsnbsp;vroeger werd opgemerkt was het gewenscht bij een betrekkelijk lagenbsp;temperatuur te werken. Als men dan toch een nog goed te metennbsp;zou willen verkrijgen, wat bijvoorbeeld bij 6000� K reeds metnbsp;een geringe hoeveelheid van het betreffende zout in de vulling te

verwezenlijken zou zijn geweest, afgezien van ionisatie, dan moet men bij -1000� K minstens een even groote bezetting van het bovenniveau trachten te bereiken. Een langere belichtingstijd voert hiernbsp;niet zonder meer tot het gewenschte resultaat, daar merkwaardigerwijze de ondergrond ten opzichte van zwarte straling sterker wordtnbsp;bij lage temperatuur. Of dit misschien te wijten is aan de zoutennbsp;van metalen met lage ionisatiespanning, welke aan de vulling worden toegevoegd om de gewenschte lage temperatuur te bereiken, isnbsp;ons niet duidelijk. Men zal dus om een minstens even groote bezetting van het bovenniveau te bereiken, de concentratie gaan opvoeren,nbsp;wat echter een grootere bezetting van het onderniveau der lijn metnbsp;zich meebrengt, waardoor de kans op zelf absorptie stijgt.

Wanneer we nu, aangenomen dat het aanslagmechanisme in de boog van thermischen aard is en dat geen zelfabsorptie optreedt,nbsp;zoodat de boog als BOLTZMANN-straler kan worden opgevat, over-gangswaarschijnlijkheden zouden gaan meten, dan zou het nog zeernbsp;goed mogelijk zijn dat de verkregen waarden fout waren. Immers,nbsp;er dient nog te worden nagegaan of de gemeten intensiteiten inderdaad beschreven mogen worden met de gemeten temperatuur. Denbsp;temperatuur van het booggas wordt bepaald met behulp van denbsp;CN-banden, waarvan is aangetoond, dat zij voornamelijk in hetnbsp;centrum van de zuil van de boog worden ge�mitteerd, zoodat zij dusnbsp;de temperaturen in dat centrum zullen geven. Er moest dus wordennbsp;onderzocht of de gemeten atoomlijnen ook hoofdzakelijk in hetnbsp;centrum uitgezonden worden. De hooge temperatuur in het centrumnbsp;namelijk zou aanleiding kunnen geven tot ionisatie van de atomennbsp;aldaar. Hieruit zou een vermindering der intensiteit der atoomlijnennbsp;in dat gebied kunnen voortvloeien, wat in de radiale intensiteitsver-deeling een kuil in het midden en een maximum buiten dat middennbsp;kan veroorzaken. De gemiddelde gemeten intensiteit zou dan metnbsp;een lagere temperatuur buiten het centrum correspondeeren.

Nu verwachtten wij wegens de betrekkelijk hooge ionisatiespanning van zink (9,35 e.V.) bij de bij zink toegepaste temperaturen, welke op ��n opname na beneden de 6000� K lagen, geen storendenbsp;ionisatie. Met behulp van de formule van Saha, waarvan de geldigheid, althans bij voldoende benadering, in een gelijkstroomboog

�werd aangetoond door A. M. Kruithof kan de ionisatiegraad worden berekend. De formule van Saha luidt (11):

Hiei

de ionisatiegraad; de ionisatie�nergie in e.V.;nbsp;de toestandsom van het atoom:nbsp;de toestandsom van het atoomion;nbsp;de totale eleotronendruk in atm.

Voor P(T) zijn door A. M. Kruithof en J. A. H. Kersten waarden gevonden tusschen 2.10 ^ en 20.10 ^ atmosfeer (1; 2). Nemen een eleotronendruk van 10.10�atmosfeer, dan vinden we voornbsp;X ongeveer 0,002 bij 5200� K en 0,06 bij 6000� K. Uit een �dwars-opname� gemaakt door A. M. Kruithof bij een centrale temperatuur voor de ,,gepelde� boog van 5200� K kon de radiale intensiteits-verdeeling van de zinkatoomlijn 5nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;�d^P^ (2 4722 A) worden

bepaald. Bij deze temperatuur was er van eenige intensiteitsdaling in bet midden van de boog geen sprake. Voorts bleek bij een opname in het ultraviolette gebied met een stroomsterkte van 5 Amp.nbsp;en een anode met een gat van 1,5 mm diameter, gevuld met all��nnbsp;2nO, bij een belichtingstijd van 1 minuut (waarbij in het spectrumnbsp;reeds een sterke ondergrond optrad) de aanwezigheid van de zink-ionhjnen 5 2Sj�42P3,^ (2 2558 A) en5 2Sj�4 2Pj (2 2502 A) nietnbsp;te kunnen worden vastgesteld.

Bi) calcium (V,- = 6,08 e.V) en strontium (V,- = 5,67 e.V.) Zouden de hooge temperaturen, zooals die bij zink zijn gebruikt,nbsp;Waarschijnlijk een groote ionisatie veroorzaken met al den aanklevenbsp;Van dien. De temperatuur bij de metingen aan deze elementennbsp;Varieerde tusschen 3800� K en 4100� K. Met behulp van de formulenbsp;'^an Saha berekenden we bij 4000� K en een electronendruk vannbsp;10.10 4 atm. voor x een waarde van 0,027 bij calcium en 0,085 bij

strontium.

HOOFDSTUK 11.

Bepaling der overgangswaarschijnlijkheden van lijnen van het zinkatoom.

Uit de somregel van Ornstein, Burger en Dorgelo (zie voor nadere bijzonderheden aan het einde van deze paragraaf) kunnennbsp;de relatieve intensiteiten der lijnen van ��n triplet met gemeenschappelijk bovenniveau worden afgeleid. Deze intensiteiten verhoudennbsp;zich als de statistische gewichten van de onderniveaux der lijnen,nbsp;welke onderniveaux bij de door ons gemeten lijnen steeds de niveauxnbsp;43P2, 4 en 4 3Pq waren met de statistische gewichten 5, 3 en 1.nbsp;Voor samengestelde tripletten, in ons geval n^Ds, 2,1�4 3P2,1,0nbsp;overgangen bestaande uit 6 lijnen, kan men met uitgebreidere inten-siteitsformules de verhouding der intensiteiten bepalen, waarbij voornbsp;de zes lijnen, gerangschikt in volgorde van afnemende golflengte,nbsp;berekend worden (12):

'Di-^P^: quot;D2-^P2: nbsp;nbsp;nbsp;^D.-^P, ;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;^D.-^Po;

1 nbsp;nbsp;nbsp;15nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;84nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;15nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;45nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;20

Zelfs bij het laagste ^03,2,1 termdrietal, namelijk 4 3D3,2,1, waarbij de splitsing der drie niveaux het grootst is, is het verschil der uiterstenbsp;niveaux slechts 8,9 cm~i (dat is 1,1 10~3 e.V), terwijl de waardenbsp;van bijvoorbeeld het laagste der drie niveaux 12997,6 cm�quot;inbsp;(7,76 e.V) bedraagt. Het energieverschil der buitenste niveaux vannbsp;43P2, waarvan de afstand in het niveauschema terwille van denbsp;duidelijkheid te groot is geteekend, bedraagt 7,06 10~2 e.V. Alsnbsp;gevolg van de geringe splitsing der ^03,2,1 niveaux was het nietnbsp;mogelijk de drie lijnen ^03,2,1�3P2 onderling of de twee lijnennbsp;3D2,i�scheiden, zoodat hier steeds de som der intensiteitennbsp;der drie respectievelijk twee lijnen werd gemeten. Er moest dus ooknbsp;hier weer de verhouding (1 15 84) : (15 45) : 20 = 5:3: 1nbsp;verwacht worden. De gemeten intensiteiten kwamen zooals later zal

blijken, goed met de theoretisch voorspelde verhoudingen overeen. Daardoor was het mogelijk de intensiteiten van die lijnen van eennbsp;triplet, welke om de een of andere reden niet gemeten konden worden, te berekenen, mits minstens ��n lijn van dat triplet was gemeten. Uit de gemeten intensiteitsverhouding in een triplet kondennbsp;nu met behulp van formule 1 de onderlinge relatieve overgangs-waarschijnlijkheden worden bepaald. Voor de samengestelde tripletten hebben we bij de samenvallende lijnen steeds de som der A. g-waarden bepaald, waaruit de afzonderlijke A. g- of A-waardennbsp;eventueel berekend kunnen worden.

De eerste metingen in het tripletsysteem werden verricht aan de lijnen van het triplet S^Si�i, o met de respectievelijke golflengten van d811, 4722 en 4680 A tegelijk met de lijnen van hetnbsp;samengestelde triplet 4 sDg,2, i�4 3P2, i, o met golflengten 2 3346,nbsp;3303 en 3282 A. Het gat in de anode had een diameter van 1,5 mmnbsp;en was gevuld met een mengsel van MgC03 en ZnO, waarbij denbsp;gewichtsverhouding der beide bestanddeelen werd gevarieerd tus-schen 50 ; 1 en 5 ; 1. De stroomsterkte bedroeg bij al deze opnamennbsp;3,5 Amp. Om boogspectra en zwartingsmerken beide bij dezelfdenbsp;belichtingstijd goed meetbaar en bruikbaar op de photografischenbsp;plaat (Ilford Special Rapid, Extra Sensitive 400 H amp; D) te krijgen,nbsp;�was het noodig bij de boogopnamen het licht te verzwakken. Opnbsp;de afbeeldende lens werd daartoe een rechthoekig diafragma aangebracht. Wil namelijk het oplossend vermogen van de spectrograafnbsp;tengevolge van diafragmeeren niet achteruitgaan, dan moet er voornbsp;�worden gezorgd, dat de breedte van de lichtbundel, die op hetnbsp;prisma valt, niet verandert. De hoogte, dat is de afmeting in eennbsp;richting evenwijdig aan de brekende ribbe van het prisma, mag welnbsp;veranderd worden. Bij de verschillende me-ngverhoudingen blekennbsp;nu belichtingstijden van 2 en 4 seconden goed te voldoen. Uit 17nbsp;opnamen, waarbij de temperatuur varieerde tusschen 4700 ennbsp;5800� K, maten we voor de intensiteitsverhouding der lijnen van hetnbsp;triplet 5:3,03:1,01, terwijl de verhouding in het samengesteldenbsp;triplet uit 14 opnamen 5 : 3,07 : 0,97 bleek te zijn. Het verband tusschen de relatieve overgangswaarschijnlijkheden in de beide tripletten kon bij deze opnamen bijvoorbeeld worden gelegd door middelnbsp;van de intensiteitsverhouding der lijnen 5 3Si�4sPq 2 4680 A en

�4 sPg 2.3282 A, Het hiermee bepaalde quoti�nt A. g (A 3282) j A. g (A 4680) = 7,88 � 0,30 bleek niet systematisch van de temperatuur af te hangen (zie fig. 2).

De relatieve overgangswaarschijnlijkheden van de lijnen van het tripletnbsp;nbsp;nbsp;nbsp;�4 3P2, x, o 3072, 3036 en 3018 A werden bepaald ten

opzichte van de lijn 4 3Dx�4 3PqA3282A. Het energieverschil der betreffende bovenniveaux bedraagt 0,33 e.V. De stroomsterktenbsp;bij deze opnamen bedroeg 5 Amp. en de gewichtsverhoudingnbsp;van MgCOs en ZnO was hierbij 5:1. De CN-banden en denbsp;4 3Dx�d^Pp-lijn bleken hier veel te zwart te worden, zoodat wijnbsp;onze toevlucht moesten nemen tot twee verzwakkers. Wij gebruiktennbsp;hiervoor glasplaatjes waarop platina was verstoven. De respectievelijke doorlatingen bedroegen bij 4216 en 3282 A ongeveer 18 en 12 %.nbsp;Het was niet noodig de doorlatingen absoluut te bepalen, daar denbsp;zwartingsmerken in dezelfde opstelling, dus ook met de verzwakkers,nbsp;werden gemaakt. Met behulp van een dubbelmonochromator metnbsp;photocel en wisselstroomversterker werd nagegaan, dat de beidenbsp;verzwakkers in het kleine oppervlaktegebied waar zij gebruiktnbsp;werden, homogeen waren. De afwijkingen bleken kleiner dan 1 %nbsp;te zijn. De verzwakkers werden in de spectrograaf vlak voor denbsp;plaat en loodrecht op de stralengang geplaatst. Uit 9 opnamen, bijnbsp;een boogtemperatuur van 5885� K werd A. g (A3072)/A. g (A3282)nbsp;= 0,224 � 0,006 gevonden. Bij de bepaling van de intensiteits-verhouding der drie tripletlijnen onderling kon tevens nog gebruiknbsp;worden gemaakt van een aantal opnamen, waarbij de verhoudingnbsp;van MgCOs en ZnO 10 : 1 en 4 : 1 bedroeg, welke voor nog nadernbsp;te bespreken lijnen werden gemaakt. De verhouding der twee sterkstenbsp;lijnen was weer eenvoudig te meten en bleek als resultaat van 30nbsp;metingen 5 : 3,27 te zijn. Bij de zwakste lijn 7 3018,3 A trad echternbsp;een complicatie op, daar deze aan beide zijden werd geflankeerdnbsp;door een ijzerlijn. Deze beide ijzerlijnen met golflengten van 3019,0nbsp;en 3018,1 A werkten storend. Het was echter mogelijk het drietalnbsp;lijnen te analyseeren. Teneinde na te kunnen gaan hoe de in hetnbsp;spectrum optredende ondergrond ter plaatse van de zinklijn verliep,nbsp;werden eenige opnamen zonder ZnO in de vulling gemaakt.^). Uit

Dergelijke �blanco� opnamen werden steeds gemaakt om vast te stellen of de te meten lijnen misschien samenvielen met lijnen van andere elementen,nbsp;zooals bijvoorbeeld Na, Al, Ca, Fe, Si, welke als verontreinigingen in de kool-electroden voorkomen.

19 opnamen kon nu de verhouding tot de sterkste lijn van het triplet worden bepaald als 5: 1,05, zoodat voor het geheele tripletnbsp;5 : 3,27 : 1,05 werd gevonden.

^�2801, 2771 en 2756 A konden worden gemeten tezamen met de lijnen van het triplet 63Si�4 3P2,i,o. Hierbij was de stroom-sterkte 5 Amp., terwijl het gat in de anode, dat hier een diameternbsp;van 2 mm had, gevuld was met een mengsel van MgC03 en ZnOnbsp;in de gewichtsverhouding 10.' 1. Nu was het hier, evenals bij allenbsp;nog verder in het ultraviolet gelegen lijnen, onmogelijk om dezenbsp;tezamen met de CN-banden op de photographische plaat vast tenbsp;leggen. De afstand in het spectrum van 4216 tot 2801 A bedraagtnbsp;namelijk 24 cm, terwijl de grootste plaatlengte 25 cm bedraagt (denbsp;nfstand tusschen de uiterste lijnen welke werden gemeten bedroegnbsp;d5 cm). Daarom werden bij twee verschillende instellingen van denbsp;spectrograaf opnamen van dezelfde boog gemaakt, waarbij denbsp;stroomsterkte en de booglengte zoo goed mogelijk constant gehoudennbsp;werden. De vulling van de anode werd zoo zorgvuldig mogelijknbsp;S^niengd om veranderingen in de samenstelling van het booggasnbsp;zooveel mogelijk tegen te gaan. Bij al de op deze manier gemetennbsp;temperaturen en overgangswaarschijnlijkheden was het nog een geruststellende omstandigheid, dat de energieverschillen der betreffende bovenniveaux gering waren, zoodat een eventueel toch optredendenbsp;temperatuursverandering van het booggas een geringe invloed op denbsp;relatieve bezetting van deze niveaux zou hebben. De eenige lijn, dienbsp;Qeen moeilijkheden opleverde bij de meting, was hier de lijnnbsp;�4 3Pjl277I A, welke dan ook is gebruikt om de over-gangswaarschijnlijkheden van dit samengestelde triplet te koppelennbsp;San de overgangswaarschijnlijkheden van de reeds gemeten lijnen.nbsp;Uit 19 opnamen werd de verhouding A. g (72771 )/A .g (7 3036) �nbsp;^-85 � 0,18 bepaald. De 5 3Di�dsPg overgang, 7 2756,4 A, konnbsp;niet worden gemeten daar het niet mogelijk was de storing door denbsp;sterkere ijzerlijn 7 2756,3 A te bepalen en te elimineeren. Tengevolgenbsp;Van de groote hoeveelheid IVIgCOs die in de vulling aanwezig was,nbsp;bezat de Mg-ionlijn 7 2802,7 A een dergelijke groote intensiteit, datnbsp;de sterkste component van ons samengestelde triplet, met een golf-

lengte van 2801 A, op de violette vleugel dezer ionlijn lag. Het intensiteitgolflengteprofiel van opnamen met en zonder ZnO in denbsp;anodevulling werd nu bepaald, waarbij de intensiteit logarithmischnbsp;werd uitgezet (1). Nu konden de verkregen profielen met en zondernbsp;ZnO in de ordinaat-(intensiteits-)richting zoodanig evenwijdig verschoven worden, dat deze profielen buiten de zinklijn samenvielen,nbsp;terwijl nu onder de zinklijn het verloop van de vleugel der Mg-ionlijnnbsp;kon worden bepaald. Vervolgens kon de contour van het verkregennbsp;oppervlak der lijn weer op de gewone manier worden uitgezet,nbsp;waarna het oppervlak weer werd geplanimetreerd. De intensiteits-verhouding der twee meetbare lijnen van het samengestelde triplet,nbsp;welke uit 11 opnamen kon worden bepaald, bleek 5:3,11 te zijn.

In bogen met een vulling van MgC03 en ZnO in de gewichtsverhouding 4 : 1 bij een stroomsterkte van 5 Amp. was het mogelijk de lijnen van het triplet 7 3Si�4 3P2, ^,0 7 2712, 2684 en 2671 A ennbsp;van het samengestelde triplet 6203,2, i�4nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;j^, q 7 2609, 2583 en

2570 A te meten met betrekking tot de lijnen van het triplet 6 2Si�42P2,1,0. Bij de twee series spectra die werden opgenomen,nbsp;waren de diameters der gaten in de anode respectievelijk 1,5 en 1 mm,nbsp;terwijl de temperaturen 4625 en 5100� K bedroegen. Mede daar denbsp;temperatuur van de band der gebruikte wolfraam bandlamp hoogstensnbsp;2800� K mag bedragen, teneinde te snelle verdamping van het bandjenbsp;te voorkomen, was de zwarting der zwartingsmerken in het ultraviolet bij dezelfde belichtingstijd als voor de boogspectra (12 sec.)nbsp;te gering, hoewel een veel wijdere spleet werd gebruikt dan voornbsp;de spectra. Voor de zwartingsmerken werden bij de beide seriesnbsp;van opnamen belichtingstijden van 24 respectievelijk 18 secondennbsp;gebruikt. Van het triplet konden alleen de twee sterkste lijnennbsp;worden gemeten, daar de zwakste een te geringe zwarting had omnbsp;goed meetbaar te zijn. De verhouding der twee sterksten werd 9 maalnbsp;bepaald met als uitkomst 5 : 3,27. In het samengestelde triplet bleeknbsp;de intensiteitsverhouding 5 : 2,97 : 0,97 te zijn. De verhoudingennbsp;A.g (7 2712)/A.g (7 3018) = 2,48 � 0,08 en A.g (7 2609)/A.gnbsp;(7 2712) = 8,77 zt 0,32 werden 19 en 18 maal bepaald.

Teneinde de lijnen der beide tripletten 8 2Si�4 ^Pg, j, o 7 2568, 2542 en 2530 A en 93Si�4 3P2,i,o 7 2493, 2469 en 2458 A en denbsp;lijnen van het samengestelde triplet 73D3,2,1�4 3P2, j, q 7 2515,

2491 en 2480 A nog te kunnen meten was het noodig de intensiteit ten opzichte van de ondergrond te vergrooten. Daartoe werd alleennbsp;ZnO in een gat in de anode van 1,5 mm gebracht. \Vanneer mennbsp;nu geen grooter verschil in belichtingstijd wil toelaten dan eennbsp;factor twee (een nog wijdere spleet van de spectrograaf dan 1,5 mmnbsp;was niet mogelijk) dan moet dus de belichtingstijd der boogspectranbsp;worden opgevoerd. Voor dit doel werd weer gebruik gemaakt vannbsp;een rechthoekig diafragma. De belichtingstijd kon nu worden gebracht op 20 seconden en die der zwartingsmerken op 40 seconden.nbsp;De zoo verkregen zwartingsmerken waren nog juist voldoende omnbsp;bij de kleinste golflengte een bruikbare zwartingskromme te geven.nbsp;'Van het triplet 8 3Si�4 3P2,i,o werd alleen de middelste lijn gemeten. De lijn 8 3Si�43P2 was te zwart, terwijl 8 3Si�4 3Ponbsp;2 2530,0 A gestoord werd door de ijzerlijn 2529,8 A. De lijnennbsp;93Sj^�4 3Pj^;.2469A en 9 3Si�4 3Po waren beide zwak en vielennbsp;op de rand van de plaat, zoodat we deze niet gemeten hebben, temeernbsp;daar het wel mogelijk bleek te zijn de lijn 93Si 4i3P2 1 2493 A tenbsp;meten, waardoor dus de beide anderen zijn te berekenen 1). De beidenbsp;meetbare lijnen 8 3Si�4 3Pj en 9 3Si�dsPg zijn gemeten tezamennbsp;met de beide lijnen 73Si�4 3Pi en 73Si�4 3Po, welke laatste totnbsp;nog toe niet was gemeten, daar hij te zwak was. Aangevuld met denbsp;Vroegere metingen van 73Si�43P2 en 7 3Si 4 3Pj^ bleek de inten-siteitsverhouding in dit triplet 5 : 3,27 : 1,02 te zijn. Bij een temperatuur van 5200� K werd uit 7 spectra bepaald A. g (2 2543)/A. gnbsp;(22671) = 1,65 � 0,05 en A.g (A2493)/A.g (22671) = 1,26 �nbsp;0.04. Een bepaling van Q voor deze lijnen leverde, ondanks denbsp;Orootere concentratie van zink in de anodevulling, als grootstenbsp;Waarde 0,16 voor de lijn 735^�4 3Pq2 2671 A.

enkele lijn meetbaar te zijn, daar ze alle gestoord werden door andere lijnen 1). 73D3,2,i�43P2 22515,8 A werd door een zeernbsp;sterke lijn gestoord, waarschijnlijk de Si-lijn 2 2515,1 A. De anderenbsp;twee werden door de ijzerlijnen 2 2491,4 en 2479,8 A gestoord. Hoewel dit drietal dus niet gemeten kon worden, is het toch mogelijk een

Het belang van het meten van deze lijnen woog niet op tegen de hoeveelheid werk die hiervoor verricht had moeten worden.

paald. Daartoe bepaalden we de topintensiteit, die de lijn minimaal had moeten hebben om boven de ondergrond zichtbaar te wordennbsp;en vergeleken deze met de topintensiteit van een lijn, waarvan denbsp;relatieve overgangswaarschijnlijkheid reeds was bepaald. De zoonbsp;Qemajoreerde overgangswaarschijnlijkheden zijn opgenomen in denbsp;tabel II in � 4 van dit hoofdstuk.

Uit deze tabel blijkt, dat de gemeten intensiteitsverhouding ogstens 9 % afwijkt van de theoretische, terwijl ook na toepassingnbsp;�van de v4.correctie de afwijking hoogstens 9 fo bedraagt. Daar denbsp;�oetfout van de intensiteitsmeting ongeveer 10 % bedraagt, is hiernbsp;niet na te gaan of de gevonden afwijkingen wezenlijk zijn.

De eerste lijn, die we in het singuletsysteem gemeten hebben was 41D2�41P1 met een golflengte van 6362 A in verhouding tot denbsp;lijnen van het triplet 5^Si�dsPg, i,o- Bij een stroomsterkte vannbsp;5 Amp. en een mengverhouding van MgC03 en ZnO varieerendnbsp;tusschen 20 : 1 en 5 : 1 (diameter van het gat in de anode 1.5 mm)nbsp;was de belichtingstijd 2 seconden. De gebruikte plaatsoort was hiernbsp;Ilford Special Rapid Panchromatic. Daar de te meten lijn vrij zwaknbsp;was en we de belichtingstijd en de concentratie niet op kondennbsp;voeren, daar dan de CN-banden en de tripletlijnen te sterk werden,nbsp;werd bij een volgende serie opnamen een rood filter voor de spleetnbsp;van de spectrograaf geplaatst, waardoor de belichtingstijd verdubbeld kon worden en de lijnen beter te meten waren. De temperaturennbsp;bij deze opnamen varieerden tusschen 5000 en 6000� K. Het energie-verschil der bovenniveaux van de singuletlijn en de tripletlijnen

bedroeg 1,09 e.V. Uit 10 opnamen werd als eindresultaat A.g (A 6362) /A.g (X 4680) == 3,97 �0,16 bepaald. Ook hier was vannbsp;een systematisch verband tusschen deze verhouding en de tempe^nbsp;ratuur geen sprake (zie fig. 4).

'9- 4. De verhouding van de A . g-waarden van de overgangen 4 ^D�2�4 ^Pi ^ 6362 A en 5nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;�4 ^Po 2 4680 A uitgezet tegen de temperatuur.

lijn 51D2�41P1 2 4630 A werd gemeten ten opzichte van ^^^2^�4iPj^. Daar de lijn zeer zwak was, werd een mengsel vannbsp;^gCOs en ZnO in de verhouding 1 : 1 gebruikt in een gat vannbsp;2 mm diameter. Het bleek toen nog noodig te zijn de lijn 41D2�nbsp;relatief te verzwakken met behulp van een flauw filter, voornbsp;spleet van de spectrograaf geplaatst, waarna de CN-banden nognbsp;hoesten worden verzwakt met een platinaverzwakker met een doorlating van 16,5 %, welke weer in de spectrograaf voor de photo-9raphische plaat werd aangebracht. De verhouding A.g (2 4630)/

De volgende lijn uit deze serie, 61D2�d^Pj 2 4112 A valt juist in de CN-bandsequentie 24216 A etc. en was hierin niet te zien, zoo-dat alleen een bovenste grens voor de relatieve overgangswaar-�chijnlijkheid kon worden gegeven.

In de iSq�4iPj^ serie komt de eerste overgang 5 iSq�4iP]^ met een golflengte van 11055 A niet voor meting in aanmerking, terwijlnbsp;^eeds direct bleek dat 6iSn�4iPi 2 5182 A zeer zwak was. Omnbsp;eze te kunnen bepalen ten opzichte van een gemeten lijn, hebbennbsp;^e dan ook een andere zwakke lijn, namelijk de reeds hiervoor besproken overgang 5 iDo�4iPj^ 2 4630 A gebruikt. In een gat vannbsp;1.5 mm diameter in de anode werd weer alleen ZnO gebracht. Bijnbsp;^en stroomsterkte van 5 Amp. en een belichtingstijd van 30 seconden

was de lijn juist meetbaar, terwijl de lijn 4630 A reeds groote zwarting (85 %) had. Als gemiddelde uit 5 opnamen vonden we bij een boogtemperatuur van 5525� K: A.g (25182)/A.g (24630) =nbsp;= 0,41 � 0,02.

Met dezelfde boog hebben we getracht de volgende lijn der serie namelijk 7 iSq�41?^ 2 4293 A te meten, maar bij belichtingstijdennbsp;van 60 en 90 seconden was er ter plaatse van de te verwachten lijnnbsp;wel een ondergrond van 40 tot 70 % zwarting, maar de lijn was nietnbsp;zichtbaar, zoodat weer volstaan wordt met het geven van een gemajoreerde relatieve overgangswaarschijnlijkheid.

De eerste bepalingen van de relatieve overgangswaarschijnlijkheid der resonantie-intercombinatielijn 4 3Pj^�d iSg 2 3075,90 A werdennbsp;uitgevoerd tezamen met de metingen aan de lijnen van het triplet

5 nbsp;nbsp;nbsp;3Sj^�j,o en van het samengestelde triplet 4^03,2,1�nbsp;quot;^^^2,1,0- zooals die beschreven zijn aan het begin van � 1. Uit opnamen zonder ZnO in de anodevulling bleek, dat de lijn ernstig werdnbsp;gestoord door een ijzerlijn met een golflengte van 3075,92 A. Denbsp;storing, die hierdoor werd veroorzaakt zouden we kunnen bepalen,nbsp;indien er een ijzerlijn te vinden was met een intensiteit die, onafhankelijk van de temperatuur, steeds evenredig was met die der storendenbsp;lijn. Een dergelijke evenredigheid is te verwachten bij twee lijnen afkomstig van hetzelfde niveau of van practisch even hoog gelegennbsp;niveaux. De ijzerlijn 23067 A bleek voor dit doel geschikt te zijn. (Bijnbsp;een ionisatieniveau van ongeveer 48000 cm�quot;i geeft Laporte voor denbsp;bovenniveaux der beide lijnen 40231,1 en 39969,6 cm^i (15)). Uit

6 nbsp;nbsp;nbsp;opnamen zonder ZnO bij verschillende temperaturen bleeknbsp;I (2 3076)/! (2 3067) = 0,70 � 0,04 te zijn.

Met behulp van deze verhouding kon nu de intensiteit der storende lijn worden bepaald en vervolgens van de gemeten som dernbsp;intensiteiten worden afgetrokken. De intensiteit, die moest wordennbsp;afgetrokken, varieerde tusschen 10 en 80 % van de oorspronkelijkenbsp;totale intensiteit. Het onderniveau der resonantie-intercombinatielijnnbsp;is het grondniveau van het atoom zoodat de concentratie der zink-atomen in het booggas, met het oog op storende zelfabsorptie, niet

te hoog mocht worden opgevoerd. Op deze wijze kon de nauwkeurigheid der meting dus niet worden opgevoerd. De relatieve over-gangswaarschijnlijkheid werd bepaald ten opzichte van de lijn ^d680A. Het energieverschil der bovenniveaux dernbsp;beide lijnen bedraagt 2,62 e.V. Tengevolge van dit groote verschil

gevoelig voor fouten in de temperatuurmeting. Een fout van 150� bij een temperatuur van 5000� K geeft een fout van 20 % in de A. g-verhouding. We vonden uit 17 opnamen bij een veldsterkte vannbsp;25 V/cm: A.g (2 3076)/A.g (2 4680) = (2,41 � 0.24) 10-3.

fn een boog met een stroomsterkte van 3 Amp. hebben we de overgangswaarschijnlijkheid van de resonantie-intercombinatielijnnbsp;gemeten ten opzichte vannbsp;nbsp;nbsp;nbsp;dsPg met een golflengte van

5072 A. De mengverhouding van MgCOs en ZnO was hierbij 9.1 �n de boring in de anode had een diameter van 1 mm. De intensiteitnbsp;Van 2 3076 A was ongeveer 10 maal zoo groot als die van 2 3072 A.nbsp;Teneinde beide lijnen goed te kunnen meten werd een kwarts-Plaatje voor de spleet van de spectrograaf geplaatst, waarvan denbsp;onderste helft bedekt was met verstoven platina (doorlating 7 %).

eene lijn werd nu in het bovenste, onverzwakte deel van het spectrum, de andere in het verzwakte deel gemeten. Storing doornbsp;bot intensiteitsverloop over de lengte van de boog werd tegengegaannbsp;door het vergrooten van de afbeelding van de boog. Deze afbeelnbsp;bing had een vergrooting van 4 maal. De totale hoogte van de spleetnbsp;3 mm. Ook bij deze opnamen moest de storende ijzerlijn weernbsp;op de beschreven manier worden ge�limineerd. Uit 4 opnamen bijnbsp;oen temperatuur van 5170� K en een veldsterkte van 28 V/cm werdnbsp;bepaald: A.g (23076)/A.g (23072) = (1,36 � 0,16) 10-3. Met

volgt hieruit: A.g (2 3076)/A.g (2 4680) = 2,40 10-3. De frappante overeenstemming met het vroegere resultaat zal wel voor een

Wij hebben getracht de storende ijzerlijn geheel te doen verdwijnen of althans sterk te verzwakken. Dit bracht ons er toe de boolboog gedeeltelijk te verlaten. Als anode werd een koperstaafnbsp;�^et een diameter van 7 mm gebruikt. De kathode was weer eennbsp;koolstaaf (met een diameter van 8 mm) welke in tegenstelling met

vroeger thans de onderste electrode was. Indien n.1. de koperstaaf als kathode werd gebruikt brandde de boog zeer onrustig. Het gatnbsp;in de kathode had een diameter van 5 mm en was gevuld met eennbsp;mengsel van MgO en ZnO in de verhouding 40 ; 1. De stroom-sterkte was 5 Amp. en de veldsterkte in de boog bedroeg 25 V/cm.nbsp;Uit 5 opnamen zonder ZnO, onder gelijke omstandigheden, bleeknbsp;dat de ijzerlijn X 3067 A niet zichtbaar was, zoodat de topintensiteitnbsp;van deze lijn beneden de drempelwaarde van de photographischenbsp;plaat moest liggen. De topintensiteit der storende ijzerlijn zal dusnbsp;hoogstens het 7/10de deel hiervan bedragen. De topintensiteit vannbsp;de resonantie-intercombinatielijn vermeerderd met de eventueelenbsp;storing was ongeveer 33 maal grooter dan de drempelwaarde, zoodat de eventueele storing een invloed van maximaal 2^ % konnbsp;hebben op het eindresultaat. De relatieve overgangswaarschijn-lijkheid werd bepaald ten opzichte van de tripletcomponentnbsp;5 3Si�7 4811 A. De belichtingstijd bedroeg 2 seconden. Denbsp;boog brandde niet rustig, zoodat er slechts 3 opnamen konden worden gebruikt, waarbij de boog gedurende de belichting voldoendenbsp;had stilgestaan. Uit deze 3 opnamen van 5325, 5300 en 5150� Knbsp;werd voor de verhouding A.g (7 4811)/A.g (7 3076) respectievelijk 1815, 1865 en 2085 gevonden, dus gemiddeld 1922. Hieruit konnbsp;worden berekend, dat A. g (7 3076)/A.g (7 4680) = 2,66 10~3 js.

We hebben als uiteindelijke waarde voor de verhouding het gemiddelde van deze 24 genomen: 2,44 10�3.

De resultaten der in de vorige paragrafen besproken metingen zijn samengevat in tabel II. De A.g-waarden (eventueel de somnbsp;der A.g-waarden) voor de verschillende overgangen zijn alle be-

TABEL II.

Relatieve overgangswaarschijnlijkheden van zink-atoomlijnen.

7 vac. in A	9	(2) A.g.	Aantal metingen
4810,5	3	511	17
4722,1	3	304	17
4680,1	3	100	17
3072,0	3	176,5	9
3035,7	3	114	30
3018,3	3	36,5	19
2712,4	3	90,5	19
2684,1	3	58,6	9
2670,5	3	18,2	9
2567,8	3	(48,6)
2542,3	3	30	7
2530,0	3	(9,6)
2493,3	3	23
2469,3	3	(14)	7
2457,8	3	(4,5)
3346	7,5,3	4140	14
3303	5,3	2500	14
3282,3	3	896	19
2801	7,5,3	1450	11
2771	5,3	896	19
2756,4	3	(286)
2609	7,5,3	795	18
2583	5,3	468	8
2569,8	3	152	10
2515	7,5,3	lt;500
2491	5,3	lt;300
2479,7	3	lt;100
5182,0	1	11,4	5
4292,9	1	lt;2
6362,4	5	397	10
4629,9	5	28,1	21
4113,0	5	lt;10
3075,9	3	0,244	24

trokken op de A.g-waarde van nbsp;nbsp;nbsp;�4 3Pq, welke gelijk aan 100

is gesteld. De tusschen haakjes geplaatste getallen zijn verkregen door toepassing van de intensiteitsregels voor tripletten of samengestelde tripletten.

Wanneer we de absolute overgangswaarschijnlijkheid der reso-nantie-intercombinatielijn kennen, kunnen we de absolute overgangs-waarschijnlijkheden der gemeten lijnen berekenen. De bepaling van de absolute waarde voor de intercombinatielijn is langs twee verschillende wegen mogelijk, welke helaas niet hetzelfde resultaatnbsp;geven. Uit metingen met behulp van een absorptiemethode bepaaldenbsp;W. Billeter voor de lijn de waarde (16):nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;3,79 10^ sec.~i i)

terwijl daarentegen P. SOLEILLET (17) uit het door Billeter verkregen materiaal de waardenbsp;berekende. Voor de resonantielijn 4 iP^�4nbsp;2138,6 A vond J. Auslander (18), eveneens metnbsp;behulp van een absorptiemethode, de waardenbsp;4,38108 sec.~4, waaruit met de door A. FiLLiPOVnbsp;(door middel van metingen der anomale dispersie)nbsp;gevonden verhouding der beide A-waarden,

A(res)/A(int) = 15000 (19), volgt A(int) =

Indien we echter, evenals W. ProkofjeW (20), aannemen dat de oscillatorsterkte f der resonantielijn gelijk is aan 1,19, omdat dit bij de analogenbsp;elementen Cd en Hg het geval is, dan volgt daaruitnbsp;A(res) = 5,73 10� sec.�!. Met de verhoudingnbsp;15000 komen we dan tot A (int) =

Door H. C. WOLFE (21) en G. W. King en J.

H. V. Vleck (22) is de vedhouding A(res)/A(int) berekend. Zij vonden resp. 13500 en 14100. Metnbsp;deze waarden, uitgaande van A(res) = 4,38 10�nbsp;sec.�! volgt dan A (int) =nbsp;en

en uit A(res) = 5,73 10� sec.�! volgt A (int) =

nantie-intercombinatielijn hebben we het gemiddelde der 8 genoemde. Waarden: 3,74 10^ sec.~i genomen. Hieruit volgt A.g(int) =nbsp;�12 105nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;tabel opgegeven relatieve A.g-waarden

Deze gemiddelde natuurlijke levensduren verschillen zeer veel die, welke door H. Bruck zijn gemeten met behulp van eennbsp;^toomstraal. welke door een electronenstraal, loodrecht op denbsp;^toomstraal, werd aangeslagen (23).

l^eeds uit de opgave der resultaten is het duidelijk, dat deze nietingen tengevolge van het kleine effect dat werd gemeten, onnauwkeurig zijn, terwijl bovendien bij dit soort metingen de kans,nbsp;�P systematische fouten door overgangen vanuit hoogere niveauxnbsp;niet is uitgesloten.

Tengevolge van de beknoptheid van het artikel, waarin deze^ Entingen zijn neergelegd, was een bestudeering van de eventueernbsp;npgetreden fouten echter niet mogelijk.

HOOFDSTUK III.

Bepaling der relatieve waarschijnlijkheden van overgangen in het tripletsysteem van het calcium- en het strontiumatoom i).

Daar Ca als verontreiniging in de koolstaven voorkomt, was het zeer goed denkbaar, dat reeds zonder toevoeging van een calcium-zout aan de anodevulling eenige tripletlijnen van dit element tenbsp;meten zouden zijn. Daar echter met een betrekkelijk lage temperatuurnbsp;yan het booggas gewerkt moest worden, konden we toch nietnbsp;volstaan met een gewone koolboog. Als electroden werden koolstaven gebruikt met een diameter van 8 mm, waarbij in de onderstenbsp;(positieve pool) een gat van 5 mm diameter werd geboord, welk gatnbsp;met een mengsel van CUSO4 en KCl in de gewichtsverhoudingnbsp;30 : 70 werd gevuld. De boog, welke, evenals bij alle andere opnamennbsp;van calcium en strontium, bedreven werd met een gelijkstroom vannbsp;5 Amp., brandde vrij rustig. Onder deze omstandigheden lagen denbsp;gevonden waarden voor de temperatuur, die hier uit de koper lijnennbsp;werd bepaald, bij ongeveer 4000� K. Inderdaad waren in de spectranbsp;van deze boog eenige calciumlijnen meetbaar, namelijk de lijnen vannbsp;het tripletnbsp;nbsp;nbsp;nbsp;4, g met golflengten van 6162, 6122 en

6103 A en van het samengestelde triplet 4 3D3,2.1�4 nbsp;nbsp;nbsp;x, o 7 4455,

4435 en 4425 A. We hebben niet langs directe weg nagegaan of de genoemde lijnen door andere werden gestoord, omdat we geennbsp;zuivere koolstaven ter beschikking hadden, terwijl het ook nietnbsp;mogelijk is gebleken de gebruikte koolstaven op de ��n of anderenbsp;eenvoudige manier te zuiveren. Aan de hand van golflengtetabellennbsp;bleek, dat er redenen waren om een dergeliike storing, in het bijzonder door ijzerlijnen, te vreezen. Teneinde een oppervlakkigenbsp;indruk te krijgen van de sterkte van deze eventueel storende ijzer-

1) Het is mij een genoegen op deze plaats dank te brengen aan Mej. M. J. DE Bont en Th. H. V. D. Broek voor de nauwgezette wijze, waarop zij denbsp;metingen aan calcium en strontium hebben verricht.

lijnen werden zij in een spectrum van een ijzerboog vergeleken met andere ijzerlijnen, welke ook in onze spectra zichtbaar waren. Hetnbsp;resultaat van deze vergelijking was gelukkig gunstig want de eventueel storende lijnen bleken zeer zwak te zijn. Overigens waren wijnbsp;ons wel bewust van het feit, dat hier conclusies werden getrokkennbsp;over de sterkte van lijnen onder aanslagcondities, die afweken vannbsp;de naderhand door ons gebruikte. Achteraf kon tevens, aan de handnbsp;Van de theoretische intensiteitsverhouding der tripletcomponenten,nbsp;'vclke ook hier weer vrij goed uitkwam, worden vastgesteld, dat denbsp;storing door andere lijnen zeer gering moest zijn. De meting dernbsp;intensiteiten van de lijnen van het triplet �d^Po, i,o werdnbsp;ernstig belemmerd door in dat golflengtegebied optredende banden.nbsp;Waarvan de intensiteit als functie van de golflengte een zeer stijlnbsp;''�loop had. De lijn 2 6162 A viel juist op de plaats van de grootstenbsp;intensiteit der banden, terwijl de lijn 2 6103 A in het gebied der lagenbsp;intensiteit lag. Bij het toevoegen van een calciumzout aan de anode-vulling, CaO of CaFs, werd de situatie slechter daar de intensiteitnbsp;banden ook toenam. Wij meenden aanvankelijk deze bandennbsp;kunnen toeschrijven aan CaCl, doch verwijdering van alle Cl uitnbsp;de anodevulling (K2SO4 inplaats van KCl) gaf geen groote ver-tgt;etering. Ook de banden van CaO bleken niet in aanmerking tenbsp;kunnen komen (24).

De middelste lijn 26122 A kon het nauwkeurigste gemeten worden. Omdat we hier de vermoedelijk monotoon dalende intensiteit dernbsp;banden het beste konden bepalen. We hebben deze lijn dan ooknbsp;gebruikt bij het berekenen der relatieve overgangswaarschijnlijk-beden ten opzichte van het samengestelde triplet. Dit samengesteldenbsp;triplet, waarvan de lijnen op een practised constante ondergrondnbsp;Van ongeveer 40 % zwarting lagen, kon goed gemeten worden,nbsp;lo het triplet vonden we de intensiteitsverhouding (5,16 � 0,15) :nbsp;^ � (1,04 � 0,11) (uit 10 resp. 6 opnamen) en in het samengesteldenbsp;triplet, waaraan nog metingen onder andere omstandigheden zijnnbsp;verricht, (5,28 � 0,09) : 3 � (1,01 � 0,02) (uit 19 resp. 16 opnamen).nbsp;De verhouding A. g (2 6122)/A. g (2 4435) = 0,225 � 0,012 werdnbsp;maal bepaald.

Het tweede en derde triplet in de scherpe nevenserie 6 3S]� ^^^2,1,0 2 3 974 , 3957 en 3949 A en 7sSi�4 sPg, x, o ^ 3488, 3478nbsp;en 3469 A konden gemeten worden ten opzichte van 4 �D3,2,1 �

43P2,1,0, wanneer een mengsel van CUSO4, KCl en CaF2 werd gebruikt met mengverhouding 35 : 65 : 3. De lijnen van het tweedenbsp;triplet waren weliswaar op een ondergrond van ongeveer 10 %nbsp;zwarting gelegen, maar deze grond liep vrijwel horizontaal. Uit denbsp;vorige opnamen, met Ca alleen als verontreiniging, kon worden afgeleid, dat er geen storing van andere lijnen te verwachten was. Denbsp;intensiteitsverhouding der lijnen, welke 16 maal werd gemeten, bleeknbsp;(5,08 =!= 0,09) : 3 ; (0,94 � 0,02) te zijn. De waarde van Q (vgl. � 4nbsp;Hoofdstuk I) varieerde hier van 0,05 tot 0,25 voor de sterkste lijn.nbsp;Eenige invloed van zelfabsorptie viel niet te bespeuren. Van hetnbsp;triplet 7 3Si�1,0 werd alleen de sterkste component gemeten,nbsp;wat geen moeilijkheden opleverde. De middelste lijn werd zeer sterknbsp;door een ijzerlijn gestoord, terwijl de laatste lijn hier veel te zwaknbsp;was ten opzichte van de ondergrond. Door toevoeging van calcium-zout aan de anodevulling zou het wel mogelijk zijn geweest deze tenbsp;meten, maar dan hadden we alleen de verhouding tot de sterkstenbsp;tripletlijn kunnen meten, welke echter weinig verschillen zal van denbsp;theoretische verhouding. Van het samengestelde triplet werd in dezenbsp;reeks van opnamen alleen de zwakste lijn (2 4425 A) gemeten,nbsp;waarbij een platinaverzwakker met een doorlating van 19 % in denbsp;spectrograaf voor de photographische plaat moest worden geplaatst.nbsp;De kleinste waarde van Q uit de 12 gemaakte opnamen bedroegnbsp;voor deze lijn 0,16, terwijl de grootste waarde 0,73 was. Het gemetennbsp;quoti�nt A. g ( 4425)/A. g (73957) zou dus in geval van storendenbsp;zelfabsorptie bij Q = 0,16 zijn grootste en bij Q = 0,73 zijn kleinstenbsp;waarde gehad moeten hebben. Nu vonden we respectievelijk 4,91nbsp;en 4,75, terwijl het gemiddelde uit onze 12 opnamen 5,28 � 0,23nbsp;bleek te zijn, zoodat we meenen dat de lijn geen storing door zelfabsorptie heeft ondervonden. Uit 10 opnamen ken voor de verhouding A. g (7 3488)/A. g (7 3957) de waarde 0,69 � 0,03 wordennbsp;berekend.

Het samengestelde triplet 53D3,2,1�4 3P2,4,o 7 3645, 3631 en 3624 A werd gemeten ten opzichte van de lijnnbsp;nbsp;nbsp;nbsp;�4 ^Pj^ 73957 A.

Dit geschiedde in bogen met een anodevulling bestaande uit CUSO4, KCl, SrCl2 en CaF2 in de verhouding 30 : 70 : i en met eennbsp;vulling met Cu304, KCl en CaF2 in de verhouding 35:65: 3. Vannbsp;de eerste boog werd de axiale electrische veldsterkte bepaald, welkenbsp;14 Volt/cm bedroeg. De middelste lijn kon weer niet worden ge-

meten, wegens storing door de sterkere ijzerlijn 23631,4 A. Voor de intensiteitsverhouding der beide uiterste lijnen werd uit 10 opnamennbsp;5 :(0,97 � 0,03) bepaald. De verhouding A. g (2 3624)/A. g (23957)nbsp;werd 22 maal gemeten met als eindresultaat: 2,38 � 0,07.

De lijnen van het tripletsysteem van strontium konden slechts met moeite alle ten opzichte van elkaar worden gemeten. De vullingennbsp;bestaande uit CUSO4, KCl en SrCl2 zijn dan ook vaak gewijzigd.nbsp;De verhouding van CUSO4 en KCl was meestal 35 : 65 en somsnbsp;30 : 70, terwijl het gewichtspercentage SrCl2, op ��n uitzonderingnbsp;na, die nog behandeld zal worden, j of ^ bedroeg. De kolen haddennbsp;aanvankelijk een diameter van 8 mm en een boring van 5 mm, dochnbsp;toen deze niet meer voorradig waren, zijn verder kolen van 7 mmnbsp;gebruikt met een gat van 4,5 tot 5 mm diameter.

In deze bogen konden de lijnen van het triplet �53P2,4, q met golflengten van 7070, 6878 en 6791 A worden gemeten tezamennbsp;met de lijnen 24438, 4362 en 4326 A van het triplet 73S4�q-De intensiteitsverhouding der lijnen van het eerstgenoemde triplet:nbsp;(4,57 � 0,10) : (2,73 � 0,06) : 1, kon 15 maal goed worden gemeten. Van het tweede triplet werden alleen de twee sterkste componenten gemeten, daar de zwakste lijn gestoord werd door de veelnbsp;sterkere ijzerlijn 2 4325,7 A. Hun intensiteitsverhouding bleeknbsp;1,56 � 0,04 te zijn. Uit 12 opnamen volgde voor de verhoudingnbsp;A.g (26791)/A.g (24362) de waarde 1,79 � 0,10.

Teneindenu ook de lijnen van het volgende triplet 8 �5 sPg, 4, q 2 3865, 3807 en 3780 A te kunnen meten bleek het noodig te zijn denbsp;hoeveelheid SrCl2 in de vulling op te voeren tot 5 %, In dat gevalnbsp;waren de twee sterkste lijnen goed boven de optredende ondergrondnbsp;zichtbaar maar de zwakste lijn was nog niet te meten. Onze tem-peratuurmeting met behulp van de koperlijnen werd nu echter innbsp;gevaar gebracht daar de koperlijn 2 5153 A, welke bij de anderenbsp;opnamen goed meetbaar was, thans zeer sterk werd gestoord doornbsp;de dichtbij gelegen strontium-atoomlijn 2 5156 A. Voor de temperatuur hebben we hier de waarde genomen van een overigens identieke boog, waarin echter de 5 % SrCl2 in de vulling werd vervangen door 5 % CaF2. Uit 12 opnamen van deze boog volgde een

gemiddelde temperatuur van 3880� K. Deze temperatuur werd nu gebruikt om de verhouding A.g (14362)/A.g (23807) te bepalen.nbsp;Wegens het geringe energieverschil (0,41 e.V) der bovenniveauxnbsp;der lijnen, zou een eventueele fout van bijvoorbeeld 400� K eennbsp;afwijking van 10 % van de gevonden waarde 1,55 dz 0,05 veroorzaken. De intensiteitsverhouding der beide tripletlijnen, bepaald uitnbsp;12 opnamen, was 1,57 � 0,08. Op deze plaat waren de lijnen van hetnbsp;samengestelde triplet 5 3D3,2, i�53P2, i,o ca. 4874 1) en 4832 A,nbsp;hoewel zij vrij zwart waren, ook nog meetbaar. De intensiteitsverhouding, gemiddeld uit 10 opnamen, welke theoretisch 3 moest zijn,nbsp;bleek echter 1,98 te zijn. De gemiddelde waarde van Q voor denbsp;sterkste lijn was 2,9, zoodat hier storende zelfabsorptie aanwezignbsp;moest zijn. (Bij �volledige� zelfabsorptie moet de verhoudingnbsp;ly'3 = 1,73 worden verwacht). Een bepaling van de intensiteitsverhouding der beide lijnen gelukte echter wel in een boog met ^ %nbsp;SrCl2. Hier werd uit 4 opnamen de waarde 2,92 �0,10 gevonden.nbsp;De derde en sterkste component van dit samengestelde triplet, zelfnbsp;uit 3 lijnen bestaande met een gemiddelde golflengte van ongeveernbsp;4967 A, kon niet worden gemeten wegens de ter plaatse zeer onregelmatige gedaante van de optredende ondergrond, De verhoudingnbsp;A,g (24832)/A,g (26791) = 12,9 � 0,4 kon 8 maal worden bepaald.

Van het volgende samengestelde triplet 63D3,2,i�53P2, ^,0 2 4032, 3970 en 3941 A werd 2 4032 A zeer sterk gestoord door denbsp;violette vleugel van het K-doublet 2 4047 en 4044 A, terwijl 2 3970 Anbsp;werd gestoord door twee sterke ijzerlijnen 2 3971 en 3969 A en denbsp;Ca-ionresonantielijn 2 3968 A. De waarde van de verhouding A . gnbsp;(2 3941)/A.g (2 4362) = 2,59 � 0,09 kon 19 maal worden bepaald. De waarde van Q varieerde bij deze metingen tusschen 0,1nbsp;en 0,9 zonder dat eenig verband tusschen de grootte van het quoti�ntnbsp;en van Q gevonden werd.

1) Bij Sr. is de splitsing der niveaux grooter dan bij Ca en Zn, zoodat bijvoorbeeld de componenten 5 ^02�5 �Pi en 5 ^Di�5 �Pi golflengten vannbsp;4876,1 en 4872,5 A hebben. Wij hebben steeds ongeveer de gemiddelde golflengte,nbsp;dus hier ca. 4874 A opgegeven.

� 6573 A is niet gemakkelijk te meten daar hij vrij zwak is. In een boog met electroden van 8 mm en een gat met een diameter vannbsp;5 mm gevuld met CUSO4, KCl en CaO in de mengverhoudingnbsp;35 ; 65 ; \ kon hij gemeten worden ten opzichte van 530^�5 3Pqnbsp;13624 A. De stroomsterkte was 5 Amp. en de temperatuur wasnbsp;ongeveer 3850� K. Uit 4 opnamen volgde A.g (7 3624)/A.gnbsp;(16573) = (1,03 �0,25) 103.

Bij strontium is de intercombi-natielijn 5 3?^^�5 iSg 16893 A sterker en gemakkelijker te meten. Met 5 en ^ % SrCl2 in hetnbsp;mengsel in de anode kon de verhouding A . g (16893)/A.g (16791)nbsp;9 maal worden bepaald. Hiervoor werd 4,69 � 0,32 10~3 gevonden.nbsp;Zoowel bij de intercombinatielijn van calcium als bij die van strontium was de waarde van Q maximaal 0,18.

In de volgende tabel zijn, evenals bij zink, de resultaten der metingen weergegeven met betrekking tot ��n lijn, namelijknbsp;53S1�4 3Pq 16103, waarvan de A.g-waarde gelijk aan 100 isnbsp;gesteld.

Indien we nu de absolute waarde van de overgangswaarschijnlijk-heid van de resonantie-intercombinatielijn maar kennen, is het mogelijk alle overgangswaarschijnlijkheden absoluut vast te leggen.nbsp;Deze gewenschte absolute overgangswaarschijnlijkheid is te vindennbsp;in het ,,Hand- und Jahrbuch der Chemischen Physik� 9, III�V ennbsp;in de �Gasentladungstabellen�, Berlin 1935 (25). Voor de intercombinatielijn van Ca vindt men hier 1,92 103, Uit de literatuurverwijzing blijkt dan echter, dat deze waarde berust op de doornbsp;Prokofjew (20), Fillipov en Kremenewsky (26) gemeten verhouding van de resonantie en de resonantie-intercombinatielijn dernbsp;beide elementen. Vervolgens neemt ProKOFJEW aan, op grond vannbsp;de waarden bij Cd en Hg, waarvoor deze waarden resp. 1,19 en 1,20nbsp;bedragen, dat de oscillatorsterkte der resonantielijn 1,19 is en berekent dan de oscillatorsterkte voor de intercombinatielijn. Daar ernbsp;tot heden nog geen absoluutmetingen aan de calciumlijnen zijn verricht, zullen we ons echter met de opgegeven waarde tevredennbsp;moeten stellen. Met deze waarde vinden we de absolute A. g-waarden

door vermenigvuldiging met de factor 3,03 lO^. Onze relatieve overgangswaarschijnlijkheden kunnen door middel van de resonantie-intercombinatielijn nog worden aangesloten aan de door FiLLiPOVnbsp;en KremenEWSKY met behulp van anomale dispersie gemeten overgangswaarschijnlijkheden van resonantielijnen met hoogere boven-niveaux en van twee anomale lijnen. Zij vonden:

A (A4226)/A (;.6573) = 7,98 104 A (7 4226)/A (7 2722) = 8,08 102nbsp;A (7 2722)/A (7 2399) = 1,63 10-2nbsp;A (7 2399)/A (7 2275) = 5,48 lO-inbsp;A (7 2275)/A (7 2201) = 1,83nbsp;A (7 2722)/A (7 2618) = 1,50 104nbsp;A (7 2722)/A (7 2541) = 1,40 104

De relatieve A. g-waarden in de onderstaande tabel zijn gegeven ten opzichte van 6 �5 ^Pq 7 6791 A, waarvoor de A.g-waardenbsp;weer 100 is gesteld.

De relatieve overgangswaarschijnlijkheden van strontiumlijnen. De A. g-waarde van 6^Si�5 ^Po is gelijk aan 100 gesteld. De getallen tusschen haakjes zijnnbsp;berekend met behulp van de theoretische intensiteitsverhouding.

Nemen we ook hier weer, bij gebrek aan absoluutmetingen, aan, dat de oscillatorsterkte der resonantielijn 1,19 bedraagt, dan vindennbsp;we met behulp van de door ProkoFJEW (20) bepaalde waarde vannbsp;3700 voor de verhouding der overgangswaarschijnlijkheden van denbsp;resonantie en de resonantie-intercombinatielijn, voor de absolutenbsp;waarde van de overgangswaarschijnlijkheid der intercombinatielijnnbsp;3,33 104 sec.quot;quot;!. De absolute A. g-waarden der gemeten lijnennbsp;kunnen nu door vermenigvuldiging met de factor 2,12 10^ wordennbsp;gevonden.

HOOFDSTUK IV.

Vergelijking der relatieve waarschijnlijkheden van overgangen in het tripletsysteem van het Mg-, Ca-, Zn-, Sr- en Cd-atoom.

Nadat de meeste metingen in het tripletsysteem van zink waren verricht, bleek, dat er een treffende overeenkomst bestond tusschennbsp;de relatieve overgangswaarschijnlijkheden van analoge lijnen vannbsp;magnesium, zink en cadmium.

Teneinde na te kunnen gaan of deze analogie nog uitgebreid zou kunnen worden tot andere elementen van de tweede groep van hetnbsp;periodiek systeem, zijn de beschreven metingen aan calcium ennbsp;strontium verricht.

In tabel V zijn de resultaten voor de diverse overgangen bij de verschillende elementen opgenomen, met dien verstande, dat hier denbsp;overgangswaarschijnlijkheden vermenigvuldigd zijn met het statistisch gewicht van het bijbehoorende bovenniveau, terwijl, teneindenbsp;de overzichtelijkheid van de tabel te bevorderen, steeds de som vannbsp;de A. g-waarden voor de diverse overgangen van ��n triplet ofnbsp;��n samengesteld triplet is opgegeven. Dit kan hier zonder bezwaarnbsp;geschieden, daar, zooals elders is gebleken, bij alle tripletten ennbsp;samengestelde tripletten goed aan de 5 : 3 : 1 verhouding wordt voldaan. Daar de kleine overgangswaarschijnlijkheden hier relatiefnbsp;(niet absoluut) even belangrijk zijn en relatief even nauwkeurignbsp;gemeten zijn als de groote, zijn de in de tabel opgegeven relatievenbsp;sommen der A. g.-waarden van Mg, Zn en Cd zoodanig gekozen,nbsp;dat het product van de 6 waarden bij elk der drie elementen evennbsp;groot is. Het product der 5 waarden bij Ca en bij Sr is gelijk aannbsp;het gemiddelde van de producten der vijf overeenkomstige waardennbsp;bij Mg, Zn en Cd.

De relatieve A. g-waarden voor overeenkomstige overgangen zijn blijkens deze tabel alle van dezelfde grootte-orde, met uitzonderingnbsp;van de A. g-waarde voor de (m 1) ^D3,2, i�n ^P2, i,o overgangnbsp;van het strontiumatoom.

blijkt, dat deze, indien we van de fijnstructuur der niveaux afzien, een nagenoeg gelijkvormige bouw vertoonen.

Dit deed de vraag rijzen of de gevonden overeenkomst mogelijk kon samenhangen met het bijna evenredig zijn van de termwaarden dernbsp;niveaux. Om dit te kunnen nagaan, stelden we de termwaarden voornbsp;de laagste 3P2, i, o-niveaux dezer elementen (eventueel de zwaartepunten der ^P2. ^Pi en ^Pq niveaux) gelijk aan 1 en berekenden denbsp;termwaarden der bovenniveaux (eventueel de zwaartepunten) tennbsp;opzichte van deze 2P2,1, o'iiiveaux. De afstand van het ^P2,1,0'nbsp;niveau tot het ionisatieniveau werd als eenheid gekozen, omdat ditnbsp;het benedenniveau van de lijnen was, waarvoor de overeenkomstnbsp;was gebleken. Tevens werd nog de relatieve waarde der grond-niveaux berekend. Op deze wijze werd de onderstaande tabelnbsp;verkregen, waarin van boven naar beneden de volgorde grondniveau,nbsp;benedenniveau der lijnen, eerste, tweede en derde ^S-niveau ennbsp;tenslotte eerste, tweede en derde ^Ds, 2, i-niveau is genomen.

De relatieve termwaarden voor de overeenkomstige ^Sj-niveaux komen vrij goed met elkaar overeen, maar bij de ^Ds, 2, ^-niveauxnbsp;zijn de afwijkingen grooter, in het bijzonder voor calcium ennbsp;strontium, welke onderling echter weer vrij goed overeenstemmen.

Benige directe correlatie tusschen de afwijkingen bij de relatieve A. g-waarden en bij de relatieve termwaarden kon niet wordennbsp;vastgesteld. Er zijn ook geen theoretische gronden bekend, waaropnbsp;een dergelijke correlatie zou mogen worden verwacht.

Trouwens, wanneer we algemeen zouden mogen aannemen, dat bij gelijke relatieve termwaarden voor de bovenniveaux van eenige

overgangcn van verschillende elementen, de hiermee correspondee-rende overgangswaarschijnlijkheden voor de verschillende elementen dezelfde verhouding zouden hebben, moest dit bijv. ook voor denbsp;resonantie- en resonantie-intercombinatielijn van zink en cadmiumnbsp;gelden. Voor deze verhoudingen is echter experimenteel resp. 15000nbsp;(19) en 1300 (27) gevonden. De voor deze verhoudingen afgeleidenbsp;formules (21), welke practisch dezelfde waarden geven, bevattennbsp;dan ook factoren, die evenredig zijn met de fijnstructuursplitsing dernbsp;niveaux, welke zelf in het geheel niet evenredig is met de termwaarden der niveaux.

In het singuletsysteem waren niet voldoende gegevens beschikbaar om een vergelijking te kunnen maken. Alleen voor twee lijnen vannbsp;zink en van cadmium was dit mogelijk en klopte dit vrij goed, waarbijnbsp;echter moet worden opgemerkt dat de aansluiting aan het triplet-systeem bij zink en cadmium niet dezelfde is. Bij zink vonden wenbsp;A. g (2 6363)/A. g (7 4630) z= 14,1 en bij cadmium A. g(7 6439)/nbsp;A.g (2 4663) = 16,3 (1).

Resumeerend kunnen we constateeren, dat zoowel de correspon-deerende overgangswaarschijnlijkheden als de analoge termwaarden bij de elementen Mg, Zn en Cd benevens Ca en Sr, welke alle totnbsp;de tweede groep van het periodiek systeem behooren, een hoogenbsp;mate van overeenstemming vertoonen, welke verklaard moet wordennbsp;uit de overeenkomstige bouw van deze atomen.

Beste Smit, bij het be�indigen van dit proefschrift zeg ik je dank voor de vele hulp en opbouwende kritiek bij het schrijven van deze dissertatie.

SUMMARY.

In this thesis we have described the measurements of the relative transition probabilities in the atom spectrum of zinc and in the tripletnbsp;system of calcium and strontium.

We therefore measured the intensities of the atom lines emitted by a carbon arc in air, of which one electrode was filled with somenbsp;compound containing a salt of one of the above mentioned atoms.nbsp;This carbon arc being a Boltzmann radiator, a measurement of thenbsp;temperature in the positive colum of the arc and of the intensities ofnbsp;the atom lines emitted at the same place, made it possible to obtainnbsp;the relative transition probabilities. The temperature of the arc couldnbsp;be determined by means of the relative intensities of the CN-bandnbsp;Av=:�1 (2 4216 a etc.).

It was checked that the axial electric fieldstrength, self absorption and ionisation, as well as a perhaps too great absolute transitionnbsp;probability, did not disturb the accuracy of the measurements.

For all three elements the 5:3:1 rule for the intensities of the lines of one triplet was fulfilled, as is shown for zinc in Table I.

The mean values of the product of relative transition probability and statistical weight (A. g) are shown in Tables II, III and IVnbsp;for zinc, calcium and strontium respectively.

Thanks to the fact that we have measured the relative transition probabilities of the resonance intercombination lines, of which thenbsp;absolute transition probabilities are approximately known, it isnbsp;possible to obtain the absolute transition probabilities by multiplyingnbsp;the values in these Tables by 4,6.105, 3,03.104 gm;! 2,12.105nbsp;respectively.

LITERATUUROVERZICHT.

1. nbsp;nbsp;nbsp;J. A. H. Kersten and L. S. ORNSTEINf, Physica, 's-Grav. 8, 1124, 1941.nbsp;J. A. H, Kersten, Proefschrift, Utrecht 1941.

L. S. ORNSTEIN, J. P. A. V. HENGSTUM and H. Brinkman, Ph,ysica, �s-Grav, 5, 145, 1938.

4. nbsp;nbsp;nbsp;L. S. Ornstein und H. Brinkman, Physica, �s-Grav. 1, 797, 1934.

5. nbsp;nbsp;nbsp;L. S. Ornstein, W. J. H. Moll, H. C. Burger, Objektive Spektralphoto-metrie (Braunschweig 1932).

11. nbsp;nbsp;nbsp;R. H. Fowler, Statistical Mechanics, pag. 370, Cambridge 1929.

12. nbsp;nbsp;nbsp;H. E. White, Introduction to Atomic Spectra, pag, 206, New York, Londonnbsp;1934.

L. S, Ornstein und H. C. Burger, Z. Phys. 24, 41, 1924; 22, 170, 1924. H. BeTHE, Hdb. d. Physik. Bd. 24 (1), pag. 449.

22. nbsp;nbsp;nbsp;G. W. King and J. H. V. quot;VlECK, Phys. Rev. 56, 464, 1939,

27. nbsp;nbsp;nbsp;W. Kuhn, Det Kgl. Danske Videnskabernes Selokab., 7, 12, 1926.

STELLINGEN.

De door Larch� geopperde veronderstelling, dat de breedte van het maximum van de optische aanslagfunctie voor een bepaaldnbsp;niveau van een element een functie van de gemiddelde natuurlijkenbsp;levensduur van dat niveau zou zijn, is niet juist.

II.

De resultaten van de metingen van Mason betreffende de bezetting der atomaire niveaux in een koolboog bij lage druk, laten,nbsp;althans ten deele, een andere interpretatie toe.

III.

Het ware gewenscht, van lichtbronnen, welke voor photochemi-sche reacties kunnen worden gebruikt, de spectrale oppervlakte-helderheid te vermelden.

IV.

Door middel van de keuze van de stroomsterkte in een bolo-meterbandje is het mogelijk in te stellen op de gunstigste verhouding tusschen het te meten effect en de optredende onrust, welke instelling in het algemeen niet samenvalt met de gebruikelijke instelling op maximale gevoeligheid.

Het is gewenscht na te gaan of de CN-bandsequentie Av =: �2 (2 4606 A etc.) geschikt is voor het bepalen van de temperatuurnbsp;in een koolboog.

Het gebruiken van de liter als inhoudsmaat naast de dm^ sticht onnoodige verwarring.

Bij de bepaling van de warmtegeleidingsco�ffici�nt van materialen, welke in de techniek worden toegepast, verdient het aanbeveling de omstandigheden gedurende deze bepaling in overeenstemming te brengen met die, waaraan deze materialen bij hun toepassing zijn blootgesteld.

Overgang		0 7 vac. in A	9	(2) A.g	Aantal metingen
6 3S,	-5 3P2	7070,1	3	476	15
6 3Si	� 5 3Pi	6878,4	3	277	15
6 3S,	-5 3Po	6791,1	3	100	15
7 3Si	-5 3P2	4438,0	3	89	12
73Si	-5 3Pi	4361,7	3	56	30
73Si	-5 3Po	4326,4	3	(19,8)
8 3Si	� 5 3P2	3865,5	3	57	12
83S,	-5 3Pi	3807,4	3	36	12
8 3S,	-53Po	3780,5	3	(13)
5 !D3, 2,	-53P2	4967	7,5,3	(5970)
5 3D2.1	-5 3Pl	4874	5,3	3780	4
53Di	-5 3Po	4832,0	3	1290	8
6 !D3, 2,	-53P2	4032	7,5,3	(650)
6 3D2,1	-53p,	3970	5,3	(410)
63Di	-53Po	3940,8	3	145	19
5 3Pi	-51S0	6892,6	3	0,47	9

i-:

y' gt;'

t'