Band 12, Heft 5

Die in Teil I berechnete Wellenfunktion für den Rotationszustand eines Atomkerns unterscheidet sich von der ursprünglich von BOHR und MOTTELSON angegebenen dadurch, daß die Komponente K des Gesamtdrehimpulses in der Figurenachse des verformten Kerns keine gute Quantenzahl ist. Im vorliegenden Teil II wird die Auswirkung dieser K-Beimischung auf die Momente des Grundzustandes und auf elektromagnetische Übergänge innerhalb einer Rotationsbande untersucht. Es zeigt sich, daß sich die K-Beimischung hierbei praktisch nicht bemerkbar macht; bei dem statischen magnetischen Moment ergibt sich überdies ein Zusammenhang mit einem Resultat, das von BOHR und MOTTELSON nach der Methode von INGLIS gewonnen worden ist.

Der Zerfall von Ga 65 (15,2 ± 0,2 min) wurde mit einem magnetischen Linsenspektrometer untersucht. Das β + -Kontinuum wurde in die folgenden Gruppen aufgelöst: (2,237 ± 0,015) MeV (15%); (2,113 ± 0,020) MeV (56%); (1,39 ± 0,04) MeV (19%) und (0,82 ± 0,08) MeV (10%). Eine Gruppe von 2,5 MeV wurde nicht gefunden (Intensität < 0,2%).

Im γ-Spektrum von Ga 65 wurden mit einem Szintillationsspektrometer Linien von (118 ± 3) keV, (738 ± 6) keV, (906 ± 8) keV, (1378 ± 30) keV und (1858 ± 30) keV gefunden. Ferner wurden Koinzidenzmessungen mit zwei Szintillationsspektrometern ausgeführt. Ein vorläufiges Zerfallschema wird angegeben.

Es wird mit Hilfe der Eingruppentheorie das Randwertproblem der Diffusionsgleichung gelöst, welches für einen zylindrischen Reaktor mit runden Abschaltstäben charakteristisch ist. Dabei wird der Fall durchgerechnet, daß ein Abschaltkranz mit 4, 6, 8, 12 Stäben verschiedener Radien besetzt ist und es wird der Fall behandelt, daß zwei Kränze mit je 4 Abschaltstäben vorliegen. Die Ermittlung des entstehenden Reaktivitätsverlustes wird an die genauere Behandlung durch die Zweigruppentheorie angeschlossen. Die umfangreiche numerische Auswertung der an sich leicht zu ermittelnden transzendenten Gleichungen ist der eigentliche Sinn dieser Arbeit. Sie gelang, da es möglich war, die Göttinger elektronische Rechenmaschine G 1 zu benutzen.

Es werden die Bildfehler magnetischer Sektorfelder für beliebigen Ein- und Austrittswinkel und beliebige Krümmung der Feldbegrenzung in Ein- und Austrittspunkt des Hauptstrahles angegeben. Die Ausdehnung des Gegenstandes (Schlitzbreite) wird berücksichtigt, der Einfluß des Streufeldes vernachlässigt. Die gewonnenen Ergebnisse werden mit den bereits früher bekannten Spezialfällen verglichen. Sie gestatten die unmittelbare Berechnung der Bildfehler von Massenspektrometern und Masenspektrographen, die aus hintereinander geschaltetem elektrischem Feld und homogenem magnetischem Sektorfeld mit gekrümmter Feldbegrenzung bestehen.

Im Bereich von 4000 — 50 000 cm —1 werden an 10 —4 -m. alkohol-ätherischen Farbstofflösungen der einwertigen Kationen des 3,6-Diaminoacridins (Proflavin), 9-Phenyl-3,6-diaminoacridins, 3,6-Bisdimethylaminoacridins (Acridinorange) und des Fluoresceins die Tieftemperaturspektren der stabilen Singulett- und der energiereicheren metastabilen Triplettmolekel ermittelt. Bei allen Farbstoffkationen wird ein sicherer Nachweis des längstwelligen Triplett—Triplett-Übergangs im nahen Ultrarot erbracht und die Lage dieser Bande für die 4 verschiedenen Molekelarten zwischen 7900 und 9100 cm —1 bestimmt. Die durch konstitutionelle Veränderungen verursachte Verschiebung der Lage der Triplettbanden ist der Veränderung der Bandenlage im Singulettbereich ähnlich; dies deutet darauf hin, daß die entkoppelten Triplett-Elektronen nicht lokalisierbar und verschiedene Grenzstrukturen an der Ausbildung der stationären Zustände beteiligt sind. Durch den Vergleich von Lage, Intensität, Struktur und Zahl der Triplettbanden des Fluoresceins mit denen der Acridinfarbstoffe wird gezeigt, daß die klassifizierende Betrachtung der spektroskopischen Ergebnisse ebenfalls für die Zuordnung der bei Erregung nachgewiesenen Banden und für die Festlegung der Natur des metastabilen Zustandes von Bedeutung ist. Die wichtigsten spektroskopischen Befunde werden in einer Tabelle zusammengefaßt und die vergleichbaren Daten einander gegenübergestellt. Für das Proflavin und das 9-Phenylproflavin wird ein Termschema mit allen bisher ermittelten spektroskopischen Daten gezeigt.

Die Untersuchungen von LEWIS und Mitarbeitern über den Photomagnetismus des Fluoresceins werden durch qualitative Versuche mit der Wägemethode bestätigt. Daneben wird gezeigt, daß sich auch beim Acridinorange der Triplettzustand durch Bestrahlen bei tiefer Temperatur im glasartigen Lösungsmittel in merklichen Konzentrationen anreichern läßt, wie schon die optischen Untersuchungen von ZANKER vermuten ließen. Im II. Teil dieser Arbeit 1 wird über entsprechende Untersuchungen an photochromen Derivaten des Dehydrodianthrons berichtet.

Im I. Teil dieser Arbeit 1 wurden Untersuchungen über den photomagnetischen Effekt (Molekeln im Triplettzustand) beschrieben. Der II. Teil zeigt, daß die photochrome Modifikation der Derivate des Dehydrodianthrons vermutlich kein Triplettzustand des Moleküls, sondern höchstwahrscheinlich das Doppelradikal ist, wie schon die optischen Untersuchungen vermuten ließen.

Bei der thermischen Oxydation von ungestörten Kupferoberflächen entstehen bei geringem Sauerstoffdruck einzelne, relativ große Oxydulkristalle. Ihr Wachstum und ihre Formen können mit dem Lichtmikroskop beobachtet werden. Daraus ergeben sich Hinweise auf das Kristallwachstum beim Anlaufprozeß: Die am dichtesten mit Kupferatomen besetzten Gitterketten und ihre Abstände sind nicht nur für die Epitaxiegesetze, sondern auch für die Kinetik des Wachstums entscheidend. Sie verursachen bei kugelförmigen Kristallen eine kreisförmige Anordnung der Oxydulkristallite um bestimmte Kupferpole. Das polarisationsoptische Verhalten der diskontinuierlichen Anlaufschichten erlaubt, die Doppelbrechung von massivem Oxydul als Formdoppelbrechung zu deuten.

Für nicht entartete isotrope Halbleiter werden die beiden statistischen Fundamentalgleichungen für die Verteilungsfunktionen von Elektronen und thermischen Gitterwellen simultan und damit „self-consistent“ gelöst. Dabei wird die Abweichung der Verteilungsfunktionen von Elektronen und Gitterwellen vom thermischen Gleichgewicht streng berücksichtigt. Als Stoßprozesse werden für die Elektronen ihre elastische Wechselwirkung mit den longitudinalen akustischen Gitterwellen und den ionisierten Störatomen, und für die longitudinalen thermischen Gitterwellen ihre Wechselwirkung mit gleichartigen Gitterwellen, mit Elektronen und mit Kristallgrenzen erfaßt. Die konsequente Anwendung der statistischen Mechanik gewährleistet durch die symmetrische Behandlung der Wechselwirkung Elektronen—Gitter die Erfüllung der ONSAGER-Beziehungen. Die so gefundenen Ergebnisse für die Thermokraft Q sind in Grenzfällen, in denen sich Q in einen elektronischen und einen „Gitter“-Anteil trennen läßt, in quantitativer Übereinstimmung mit den Ergebnissen der HERRINGSChen Theorie 1 . Im allgemeinen jedoch läßt sich Q nicht in einen elektronischen und einen „Gitter“-Anteil zerlegen. Q hängt einerseits von den rein elektrischen Daten des Halbleiters ab: der scheinbaren Masse und der Konzentration der Ladungsträger bzw. der FERMI-schen Grenzenergie. Andererseits gehen die Eigenschaften des idealen Kristallgitters wesentlich in die Thermokraft ein: die mittlere freie Weglänge derjenigen thermischen Gitterwellen mit kleinen Ausbreitungsvektoren q, an denen vornehmlich die Leitungselektronen gestreut werden, sowie die Schallgeschwindigkeit. Schließlich bestimmt noch die Wechselwirkung Elektronen — Gitter und damit die mittlere freie Weglänge der Elektronen infolge der Stoßprozesse Elektronen—Phononen und Elektronen — Störstellen die Thermokraft bei mittleren und tiefen Temperaturen. Es werden in allgemeiner Form einige quantitative Ergebnisse mitgeteilt, die eine Anwendung auf interessierende Spezialfälle gestatten, sofern die genannten Halbleiter-Daten als Funktionen der Temperatur bekannt sind. Die allgemeine, durch simultane Lösung der beiden Fundamentalgleichungen abgeleitete Beziehung für die durch Elektronen und longitudinale Gitterwellen getragene Wärmestromdichte ergibt bei tiefen Temperaturen eine näherungsweise linear von der Ladungsträgerkonzentration abhängige Reduktion der Isolator-Gitterleitung. In Übereinstimmung mit der Erfahrung ist in reinem n-Ge mit einer Störstellenkonzentration ≲10 14 cm -3 der Einfluß, den die Streuung der longitudinalen akustischen Gitterwellen an den Elektronen auf die Gitterleitfähigkeit hat, bei allen Temperaturen vernachlässigbar klein. Erst bei Elektronenkonzentrationen ≳10 15 cm -3 ist bei den Temperaturen des flüssigen Wasserstoffs eine meßbare Reduktion der Isolator-Gitterleitfähigkeit (≳ 1%) zu erwarten.

Für den Temperaturbereich von 15°C bis 42,5°C und für verschiedene Valenztypen läßt sich der B-Koeffizient der JoNEs-und-DOLE-Gleichung aus einzelnen, den Ionen zukommenden Anteilen (B ion -Werte) zusammensetzen. Für die Abhängigkeit der B ion -Werte von der Art des Ions und der Temperatur werden zwei Regeln aufgestellt. Es läßt sich zeigen, daß die Wechselwirkung Ion—Lösungsmittel in ihrer Temperaturabhängigkeit für die Zähigkeit in gesetzmäßiger Weise bestimmend ist. Die B ion -Werte, die scheinbaren Molwärmen C po und die scheinbaren Molvolumina Φ 0 zeigen ein fast gleiches Temperaturverhalten für die einzelnen Ionen. Aus dem Parallelismus des Temperaturganges der drei Größen läßt sich voraussagen, daß die noch nicht gemessenen Temperaturkoeffizienten der B ion -Werte der Ionen Sr 2+ , Rb + , Cs + und Br - positiv sind. Weiterhin läßt sich aus dem Temperaturverlauf der B ion -Werte voraussagen, daß ebenso wie die experimentell untersuchten Salze Li 2 SO 4 , BeSO 4 und MgSO 4 (s. Anm. 7 ) auch die Salze BeCl 2 und BeJ 2 einen negativen Temperaturkoeffizienten des B-Wertes besitzen.

Ausgehend von der Beschreibung der Spinbewegung mittels des Drehimpulssatzes wird unter der Annahme eines empirischen Dämpfungsgliedes die komplexe Permeabilität einer metallischen Probe ausgerechnet. Dabei sollen ein großes magnetisches Gleichfeld und ein kleines hochfrequentes Wechselfeld senkrecht aufeinander in der Metalloberfläche liegen. Andererseits wird der Zusammenhang hergestellt zwischen der Permeabilität eines Teiles der Wandfläche eines Hohlraumresonators (HR) und der Änderung seines Q-Wertes und seiner Resonanzfrequenz. Damit ist man in der Lage, die Gültigkeit des Drehimpulssatzes für die Spinbewegung und vor allem die Brauchbarkeit des Dämpfungsgliedes nachzuprüfen. Zur Verwendung von drahtförmigen Proben als Wandmaterial wird die Konstruktion eines HR vom Typ TEM 004 angegeben.

Mittels des in der vorangehenden Arbeit 1 beschriebenen Hohlraumresonators werden Messungen an Fe—Ni-Drähten (68,75% Ni) durchgeführt, um Aussagen über die mutmaßliche Ursache der Dämpfung der ferromagnetischen Resonanz zu gewinnen. Dazu werden die Drähte kurzzeitig starken Zugspannungen ausgesetzt, die zum plastischen Fließen Anlaß geben. Dadurch werden die gemessenen Dispersionskurven in charakteristischer Weise verflacht, und es ist nicht mehr möglich, sie durch gerechnete Kurven zu approximieren. Es wird gezeigt, daß diese Verflachung offenbar nicht von inneren Spannungen herrührt, sondern durch das Entstehen von Rissen und Stufen in der Drahtoberfläche verursacht wird.

Durch das Anlegen von Zugspannungen während der Untersuchung der ferromagnetischen Resonanz an Drähten wird das Resonanzmagnetfeld zu kleineren Werten hin verschoben. Es wird gezeigt, daß diese Verschiebung auf der Magnetostriktion beruht. Die quantitative Übereinstimmung zwischen Theorie und Experiment weist den Weg zu einer neuen Meßmethode der Sättigungsmagnetostriktion.