Volume 4, Issue 7 - Zum 60. Geburtstag von Walther Gerlach

Es wurde experimentell nachgewiesen, daß die an gekreuzten Drähten aus Platin hei einseitiger Erwärmung beobachtete Thermospannung die Existenz einer dünnen Fremdschicht zwischen den Kontaktgliedern zur Voraussetzung hat. Der spezif. thermische Widerstand der einmolekularen Fremdschicht zwischen den Kontaktgliedern und die Thermokraft wurden bestimmt. Es besteht eine befriedigende Übereinstimmung zwischen den gemessenen und den nach der Theorie von M. Kohl er berechneten Werten

Es wird für eine mit Plasma gefüllte Hohlkugel, für eine dielektrische und eine leitende Kugel in einer Plasmaatmosphäre und für eine Plasmakugel in Luft gezeigt, inwieweit die frequenzabhängige Dielektrizitätskonstante die Schwingungsvorgänge ändert, und insbesondere inwieweit die Möglichkeit einer negativen Dielektrizitätskonstanten neue Schwingungstypen ergibt.

Während der als Villari-Umkelir bekannte Vorzeichenwechsel der Magnetostriktion des Eisens von der Aufeinanderfolge von 90°-Wandverschiebungen und Drehprozessen bei fortschreitender Magnetisierung herrührt, findet man bei einer Heusler-Legierung und bei Fe-Ni-Legierungen eine andere Art des Vorzeichenwechsels. Sie läßt sich darauf zurückführen, daß entweder Zugspannung eine Änderung der spontanen Gitterverzerrung bewirkt oder daß durch Zug die Magnetisierungsvektoren unter Umständen trotz positiver Magnetostriktion aus der Zugrichtung herausgedreht werden können.

Die Grundlagen zur Zeichnung von Diagrammen für die Kriechgeschwindigkeit und die Empfindlichkeit eines Kriechgalvanometers als Funktion des Widerstandes im Galvanometerkreis werden abgeleitet. Diese Diagramme gestatten die Abgrenzung des Bereiches, in dem ein Galvanometer sicher als Kriechgalvanometer arbeitet.

Es werden einige neue Beobachtungen über die Polarisation bei der Beugung am Einzelspalt mitgeteilt, auf Grund derer eine einfache Theorie der Beugung am Spalt entwickelt wird. Unsere Vorstellung ist die, daß das durch den Spalt hindurchgehende Licht aus zwei Anteilen besteht, wovon der erste, bei weiten Spalten weitaus über-wiegende Anteil aus den zwischen den Spaltbacken liegenden Teilen des Spaltes kommt und identisch ist mit der aus der einfachen Kirchhoffschen Beugungstheorie sich er-gebenden Intensitätsverteilung. Der Polarisationszustand dieses Anteils ist derselbe wie derjenige der einfallenden Welle. Der zweite Anteil geht von den Spaltbacken aus; er besitzt eine Phasenverschiebung gegenüber dem Kirchhoffschen Anteil, die im all-gemeinen für die π-und σ-Komponente verschieden sein wird. Seine Intensität und Phase hängen sehr wesentlich von der Form der Spaltbacken und den optischen Konstanten des Spaltmaterials ab.

Didaktische Hinweise zu einer kürzlich hier beschriebenen Beugungsdemonstration.

Das Beugungsfeld der von Kossei angegebenen Platte mit konzentrischen Ringen statistisch verteilter Radien wird untersucht. Für den "Brennstrahl" wird die axiale Intensitätsverteilung sowie der Abfall nach außen berechnet, wofür sich sehr einfache Näherungsausdrücke ergeben. Auch das Wiederauftreten des "Brennstrahls" hinter einem Hindernis sowie sein Erlöschen hinter einer Lochblende werden diskutiert.

Wäßrige Lösungen mit p H -Werten nahe dem Neutralpunkt können auf polierten Oberflächen der meisten Glasarten reflexvermindernde Schichten erzeugen, deren Bildung durch partiellen, an Inhomogenitätsstellen ansetzenden Angriff auf die Kiesel-säure begründet wird. Die Zahl der erzeugten Poren wird zu 5-10-10 11 /cm 2 Glasoberfläche ermittelt. Die Untersuchung der Kinetik der Schichtbildung ergibt bei geeigneten Lösungen verminderte Aktivierungsenergien für den partiellen Angriff gegenüber dem totalen Glasabbau. Das Geschwindigkeitsverhältnis der beiden nebeneinander herlaufen-den Korrosionsvorgänge ändert sich mit zunehmender Dicke der gebildeten Schicht, was mit der Wirkung der auf diese Weise dickenmäßig bestimmbaren "Polierschicht" in Zusammenhang gebracht wird.

Nach neueren Messungen besitzt das Auge eine definierte Empfindlichkeit noch bis etwa 1.0 μ . Es wird hier eine Formel mitgeteilt, die die Messungsresultate befriedigend darstellt. Ihre Auslegung deutet darauf hin, daß der Abfall der Augenempfindlichkeit in diesem "ultraroten" Bereich gerade hinreichend rasch erfolgt, daß keine Dunkelreaktion im Auge den Sehakt stört.

Die Eindringtiefe ändert sich linear mit der Zeit. Der Logarithmus der Eindringgeschwindigkeit ist proportional der reziproken absoluten Temperatur. Bei ungeglühten Proben wurde im Bereich von 600 bis 900° eine Änderung der Aktionskonstanten beobachtet, die nicht mit der Kornvergröberung zusammenhängt. Oberhalb 700° wird Kupferoxydul von Wismut reduziert, dadurch wird auch die bei tiefen Temperaturen auftretende Hemmung der Oberflächendiffusion beseitigt. Bei tiefen Temperaturen wandert das Wismut vorwiegend längs Korngrenzkanten in das Kupfer hinein. Mit zunehmender Temperatur werden auch die Korngrenzflächen mit herangezogen, und dicht unter dem Schmelzpunkt werden alle Korngrenzflächen von der diffundierenden Schmelze bedeckt. Eine Ausnahme machen die Grenzen von Zwillingen.

Herzfeld hat aus der Dispersionstheorie als Bedingung dafür, daß beim Zusammen-treten von Atomen eines Elementes zu einem flüssigen oder festen Körper ein Metall entsteht, abgeleitet, daß das molekulare Breehungsvermögen größer sein muß als der Quotient Molekulargewicht/Dichte. Es wird gezeigt, daß diese Bedingung neuere Ergebnisse über die elektrische Leitfähigkeit dünner Metallschichten zu erklären vermag.

Die technisch so bedeutungsvollen Aushärtungsvorgänge in übersättigten Aluminium-Mischkristallen sind auf besondere Atomanordnungen (sog. Nebenzustände) im Gitter zurückzuführen, die von den Fremdatomen vor bzw. neben der eigentlichen Ausscheidung durchlaufen werden. Ihre Untersuchung mit rein physikalischen, atomaren Eigenschaften (z.B. magnetischer Suszeptibilität), die eine besonders einfache Zuordnung zu örtlichen Atomanreicherungen ermöglichen, hat zur Annahme von zwei Vorzuständen neben der heterogenen Ausscheidung geführt, die durch eine bestimmte Temperaturbehandlung, das sog. Rückbildungsverfahren, getrennt und auf ihre thermische Stabilität hin untersucht werden können. Die z. Tl. sehr schnell ablaufenden Rückbildungsvorgänge erforderten die Entwicklung einer besonderen Anordnung zum kurzzeitigen An-lassen mit möglichst großer Aufheizgeschwindigkeit ("Aufschrecken") sowie zur Erzielung definierter Überhitzungen (Wärmestöße). Aus Suszeptibilitäts-und Härtemessungen ergibt sich, daß der Ablauf der Zustands-änderungen bezüglich des mengenmäßigen Anteils und der thermischen Stabilität der einzelnen Zustände Aveitgehend von der Geschwindigkeit abhängig ist, mit der die Zwischentemperaturen beim Anlassen durchlaufen werden. Wie die Rückbildungsanalyse an aufgeschreckten Proben zeigt, nimmt bei hoher Aufheizgeschwindigkeit der Warmaushärtungsanteil ab, gleichzeitig aber erhöht sich seine thermische Stabilität. Ausgeprägte Hystereseerscheinungen lassen auf Stabilitätsverschiebungen der atomaren Komplexe innerhalb des Warmaushärtungszustandes schließen im Einklang mit den Keimbildungsvorstellungen, wie sie im Sinne der Beckerschen Auffassung für die Entmischungsvorgänge im Kristallgitter maßgebend sind.

Die Atomverteilung in amorphem, durch Aufdampfen hergestelltem Germanium wird durch eine Röntgen-Fourier-Analyse bestimmt und als verschieden von der des flüssigen Germanium (Hendus) gefunden. Für die beiden ersten Koordinationsgruppen stimmen die Zahl der Nachbaratome und ihre radialen Abstände vom betrachteten Atom mit deren des Gitters überein. Es wird ein Modell angegeben, das den Zusammenhang zwischen der Atomanordnung des Gitters und der des amorphen Zustandes erklärt.

Für Elektronen von 370 und 680 keV wurde die Rückdiffusion an C, AI, Cu, Sn und Pb untersucht. Die relativen Intensitäten und die Energiespektren der rückdiffundierten Elektronen wurden ausgemessen. Die Ergebnisse sind in den Abb. 2 bis 4 dargestellt und kurz diskutiert.

Es werden Untersuchungen mitgeteilt über den Nachweis kleiner Beimengungen in einem Trägermetall durch Bestrahlung der Proben mit Deuteronen. Für den Nachweis von Kohlenstoff in Eisen ist eine Deuteronenenergie von etwa 4 MeV am günstigsten, die Nachweisgrenze hängt wesentlich von den übrigen Verunreinigungen ab. Sehr empfindlich ist der Nachweis von Silicium oder Natrium in Aluminium. Im letzteren Fall liegt die Nachweisgrenze etwa bei 0,001%.

Der Betrieb von Kernenergiemaschinen erfordert u. a. ein geeignetes Bremsmittel für Neutronen, z. B. schweres Wasser. Stellt man es elektrolytisch dar, so werden mindestens 120 kWh für 1 g D 2 O verbraucht. Daher wird der Vorschlag gemacht, in einem Rieselturm mit flüssigem deuteriumfreien Wasserstoff aus kaltem Wasserstoffgas 90 bis 95% des in ihm enthaltenen Deuteriumhydrids auszuwaschen und durch Rektifikation anzureichern. Stellt man dann das Gleichgewicht' 2 HD ⇄ H 2 + D 2 + 155 cal ein, so läßt sich durch fortgesetzte Rektifikation schließlich reines Deuterium abtrennen, während das Restgas weiter auf HD verarbeitet wird u. s. f. Zunächst werden die binären Siedediagramme für H 2 -HD-, HD-D 2 -und H 2 -D 2 -Gemische aus den Dampfdruckkurven mittels des Raoultschen Gesetzes für 760 mm Druck entwickelt. In gleicher Weise läßt sich das für den Endprozeß maßgebende ternäre Siedediagramm ableiten. Die Verbesserung des Trennfaktors durch Übergang vom ein-gefrorenen Hochtemperaturgleichgewicht zum idealen Gleichgewichtsgemisch bei tiefen Temperaturen wird berechnet und diskutiert. Darauf werden Rektifikationsversuche mit H 2 -HD-D 2 -Gemischen in einer gläsernen Wendelsäule, die etwa 5 theoretischen Böden entspricht, beschrieben. Es gelingt ohne weiteres, H, mit dem Molgewicht 2,027 (theor. 2,016), HD mit dem Molgewicht 3,030 (theor. 3,023) und D 2 mit dem Molgewicht 3,998 (theor. 4,029) abzuscheiden. Abschließend wird eine Anordnung zur technischen D2-Gewinnung nach dem eingangs erörterten Verfahren angegeben. Dabei stellt sich heraus, daß eine Senkung des Energieverbrauchs auf etwa den 25. Teil durch den Tieftemperaturprozeß gegenüber der Elektrolyse möglich ist.

Unsere in Weißenau seit September 1948 wieder registrierende Zweifach-Koinzidenzanordnung, deren geometrische Verhältnisse in der Abb. dargestellt sind, verzeichnete am 24. und am 25. Dez. 1948 er-neute ungewöhnliche Anstiege der Koinzidenzzahl,, welche wir auf solare Ultrastrahlung zurückführen. In der Abb. sind die Mittelwerte von jeweils 20 Min. angegeben. Der mittlere statistische Fehler einer solchen Messung ist links eingetragen. Am 23. Dez. 1948 und am 24. Dez. bis 12 Uhr war die Registrie-rung wegen einer mechanischen Unterbrechung der Zählwerkleitung ausgefallen. Am 23. Dez. wurde in Freiburg und in Lindau (Hannover) ein Mögel-Del-linger-Effekt beobachtet, der auch in den Registrie-rungen der erdmagnetischen Observatorien in Wingst und in Fürstenfeldbruck deutlich zum Ausdruck kam. Die Sonnenaufnahmen des Fraunhofer-Institutes auf dem Schauinsland zeigen in der fraglichen Zeit meh-rere Fleckengruppen. Eine große und stark zerklüf-tete Gruppe hatte am 24. Dez. eben den Zentral-meridian überschritten. Im Gegensatz zu unseren früheren Erfahrungen 1 fallen diese Effekte in Tageszeiten, während welchen bei ungestörtem magnetischen Erdfeld aus der Rich-tung der Sonne kommende positive Primärteilchen den Meßort nicht erreichen können. Die Effekte könn-ten durch (umgeladene) Teilchen mit negativer Ladung oder durch solche positiv geladenen Teilchen ver-ursacht worden sein, welche durch ein Störfeld eine zusätzliche Ablenkung erfahren haben. Der scharfe Abfall der Störung zu normalen Werten um 18 h am 24. und die anschließenden unternormalen Werte am 25. Dez. deuten auf ein Abschneiden der Effekte durch das Erdfeld. Die mit H bezeichnete Ivurve der Abb. zeigt (unter Weglassung von kleinen Feinheiten) den Verlauf der erdmagnetischen Horizontalintensität in Fürstenfeld-1 A. Ehmert,