11. Die optischen Constanten des Natriums; von P. Drude.

Bei dem Nachweise einer Beziehung zwischen dem photoelectrischen Strome und der Absorption des Lichtes haben J. Elster und H. Geitel1) die optischen Constanten der flüssigen Kalium - Natriumlegirung veröffentlicht, welche der chemischen Formel Na-K entspricht.

Diese Constanten sind von mir nach der Reflexionsmethode gefunden worden und hatten folgende Werthe (n bezeichnet den Brechungsindex, z den Absorptionsindex):

Für Natriumlicht: n= 0,123; x= 17,75; nx = 2,18.

Für blaues (durch Kupferoxydammoniaklösung filtrirtes) Licht: n=0,148; x=12,1; nx= = 1,78.

Besonders auffallend an diesen optischen Constanten sind die sehr kleinen Werthe des Brechungsexponenten n, welches die kleinsten Werthe von n sind, die überhaupt bisher beobachtet waren.

Auch der Haupteinfalls winkel hat bei der genannten Legirung so kleine Werthe, wie bei keinem anderen Metall, nämlich

Diese Kleinheit von q wird durch den verhältnissmässig geringen Betrag des Aggregates: n/1+2 veranlasst.

Durch die Grösse von x wird ein Werth des Hauptazimuths hervorgebracht, der sehr nahe an 45° liegt, nämlich

Auch hierin zeichnet sich die NaK-Legirung vor den übrigen Metallen aus, da diese, abgesehen vom Silber, meist beträchtlich kleineres Hauptazimuth besitzen.

1) J. Elster u. H. Geitel, Wied. Ann. 61. p. 445. 1897.

L

Aehnliche besondere optische Eigenschaften treten auch beim reinen, geschmolzenen Natrium auf. Durch die Freundlichkeit der Herren Elster und Geitel war mir eine in verdünntem Wasserstoff mit Natrium gefüllte Zelle übermittelt. Möglichste Reinheit der Oberfläche war hergestellt durch Durchpressen des geschmolzenen Metalls durch einen in der Glaszelle eingeschmolzenen Glastrichter 1). Die Oberfläche des geschmolzenen Metalls erhielt sich sehr gut blank, selbst fünf Monate nach der Herstellung der Zelle. Der Apparat, mit welchem die Untersuchung ausgeführt wurde, ist genau in gleicher Weise construirt wie derjenige, mit welchem ich früher 2) die optischen Constanten der Metalle (z. B. auch des Quecksilbers) aus den Reflexionseigenschaften bestimmt habe. Das Natrium in der Zelle wurde mit Hülfe einer Spirituslampe geschmolzen und dicht über den Schmelzpunkt erwärmt gehalten. Für einen Einfallswinkel = 65° und NatriumФ beleuchtung ergab sich (die Bezeichnungen sind wie in der citirten Arbeit gewählt) für die relative Verzögerung 4 und das Azimuth des reflectirten Lichtes, falls das einfallende Licht unter 45° zur Einfallsebene linear polarisirt war:

470° 15',

Hieraus berechnet sich:

nx =

2,61; n =

2y= 89°55'.

0,0045; x = 580.

=

Der Haupteinfallswinkel ergiebt sich zu 71° 19′.
Der Brechungsexponent n ist also noch kleiner, als bei
der NaK-Legirung. Er würde aussagen, dass das Licht im
Natrium sich etwa 220 mal schneller fortpflanzt, als in Luft.
Es ist nun allerdings hervorzuheben, dass der procentische
Fehler in n wegen der Nähe des 2 an 90° recht erheblich
sein kann, während der Werth von nx als ziemlich sicher be-
stimmt anzusehen ist (vgl. weiter unten). Der Einfluss, den
etwaige Anisotropie der Glaswand der (kugelförmigen) Zelle
auf ausüben kann, ist eliminirt dadurch, dass das ein-
fallende Licht in zwei zur Einfallsebene unter +45° geneigten
symmetrischen Lagen polarisirt angewandt wurde. Eine noch

1) Vgl. hierzu J. Elster u. H. Geitel, Wied. Ann. 43. p. 227. 1891. 2) P. Drude, Wied. Ann. 39. p. 481. 1890.

vorhandene Oberflächenschicht auf dem geschmolzenen Natrium würde allerdings etwas vergrössern 1), indess kann diese Vergrösserung bei dem Glanze, den die geschmolzene Fläche besass, höchstens nur wenige Bogenminuten betragen.

Bei dem Versuche, die Oberfläche noch einmal zu reinigen. durch Hindurchpressen des Metalls durch den Glastrichter der Zelle, sprang die letztere, sodass ich genauere Werthe für, die ich durch mehrfache Wiederholung der Beobachtungen gewonnen haben würde, leider nicht angeben kann. Aber selbst wenn 2 89° 0' sein sollte, welchen Werth ich bei der Unsicherheit der Beobachtungen als Minimum etwa angeben möchte, so ergiebt sich n immer noch sehr klein, nämlich zu

=

n = 0,054,

sodass man wohl jedenfalls behaupten kann, dass für die D-Linie von den bisher beobachteten Metallen Natrium den kleinsten Brechungsexponenten besitzt, dann folgt die NaK-Legirung, dann Silber (n = 0,18).

Was die Berechnung der optischen Constanten aus den Reflexionsbeobachtungen 4 und anbelangt, so reichen folgende Näherungsformeln für alle bisher beobachteten Metalle aus. 2)

2) Vgl. meine citirte Arbeit Wied. Ann. 39. p. 507. 1890, oder Winkelmann, Handb. d. Physik 2. (1) p. 826. In erster Arbeit tritt Pan Stelle der Bezeichnung 2P in Winkelmann. Hier ist letztere Bezeichnung gewählt.

Ann. d. Phys. u. Chem. N. F. 64.

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rithmisches Rechnen noch ziemlich bequemen Form aus der Beziehung:

S2. e−2i9 — n2 (1 — i ×)2 — sin2 9,

=

wo die imaginäre Einheit bedeutet. Diese Beziehung ergiebt sich sofort aus Winkelmann, 1. c. p. 822, Formeln (36′) und (37). Aus dieser Beziehung folgt durch Trennung der reellen und imaginären Bestandtheile:

Für den Fall nun, der hier vorliegt, dass 2 sich sehr wenig von π/2 unterscheidet, wird, falls man setzt

Hieraus ersieht man, dass bei kleinem & der procentische Fehler in n sehr gross sein kann. Bei den hier gemachten Beobachtungen ist daher der procentische Fehler für nx weit. geringer (da 4 ziemlich sicher ist) als für n (da ɛ ziemlich unsicher ist).

Leipzig, Physik. Institut, 27. November 1897.

(Eingegangen 27. November 1897.)

12. Die absolute Temperatur; von K. Schreber.

1. Als Begriff der Temperatur eines Körpers definiren wir ,,seinen Wärmezustand genommen in Bezug auf die Fähigkeit, anderen Körpern Wärme mitzutheilen.") Um zu einer Messung der Temperatur zu gelangen, benutzen wir die Beobachtung, dass sich viele physikalische Eigenschaften von Körpern mit der Temperatur ändern. Von diesen greifen wir willkürlich eine heraus, z. B. die Aenderung des Druckes eines constant gehaltenen Volumens Wasserstoff und nennen die Zahl, welche nach irgend einem Zuordnungsprincip der thermoskopischen Druckanzeige und folglich dem Wärmezustand des mit dem Thermoskop im Wärmegleichgewicht befindlichen Körpers eindeutig zugeordnet ist, die Temperaturzahl oder kürzer die Temperatur des Körpers.2)

Von den möglichen Zuordnungsprincipien hat man praktisch nur das eine, das Galilei'sche angewandt. Nach diesem ist die Temperaturzahl gegeben durch die Nummer des Gliedes derjenigen arithmetischen Reihe, nach welcher die Druckzunahmen, von dem, dem Schmelzpunkt des Eises als Anfangstemperatur Null entsprechenden Druck ausgehend, aufgezeichnet werden. Also

der der Temperatur t entsprechende Druck, po der Druck beim Schmelzpunkt des Eises und a. p. der constante Bruchtheil des Anfangsdruckes po ist, um welchen der Druck bei der Temperatursteigerung um 1° zunimmt.

Den Factor a bestimmt man durch die Bedingung, dass dem Siedepunkt des Wassers die Zahl 100 zukommen soll. Bezeichnet man mit p, den, dem Siedepunkt des Wassers entsprechenden Druck, so ist also a gegeben durch

1) Maxwell, Theorie der Wärme, deutsch von Neesen. p. 37. 1878.

2) Mach, Principien der Wärmelehre p. 46. 1896.

3) Landolt-Börnstein, Tabellen p. 110. 1894.