Band 5, Heft 10

In einer kritischen Übersicht werden verschiedene Theorien der 27-Tage-Variation der kosmischen Strahlung an Hand des vorliegenden experimentellen Materials besprochen. II. Die Messungen zeigen übereinstimmend, daß die Sonnenfleckenrelativzahlen und die Ca-Flocken-Charakterzahlen am engsten mit der 27-Tage-Variation der kosmischen Strahlung korreliert sind. Auf Grund dieses Befundes läßt sich eine neue Theorie der 27-Tage-Variation der kosmischen Strahlung entwickeln. Es ist bekannt, daß zwischen den Sonnenfleckenrelativzahlen bzw. den Ca-Flocken-Charakterzahlen und der solaren Ultraviolettstrahlung ein linearer Zusammenhang besteht. Aus neuen Untersuchungen über den Entstehungsort der Mesonen folgt, daß etwa ein Drittel der Mesonen in dem oberen Teil der Ozonschicht erzeugt wird, wo infolge der Ultraviolettabsorption starke Temperaturerhöhung herrscht. Die Temperaturschwankungen, welche durch die Variation der solaren Ultraviolettstrahlung verursacht werden, können daher entsprechend der Theorie des Temperatureffektes, durch Beeinflussung des Entstehungsortes der Mesonen, zum mindesten einen Teil der beobachteten 27-Tage-Variation der kosmischen Strahlung hervorrufen. Die theoretische Berechnung ergibt, daß man mit durchaus plausiblen Annahmen über die Temperaturschwankung sogar die ganze 27-Tage-Variation erklären kann. III. Die Existenz einer 11-Jahre-Schwankung der kosmischen Strahlung von mehreren Prozenten der Intensität wird in Ionisationskammerregistrierungen von Huancayo und Cheltenham nachgewiesen. Zwischen den Jahresmitteln der kosmischen Strahlung und der Sonnenfleckenrelativzahlen ergibt sich wieder eine sehr gute negative Korrelation. Der Korrelationskoeffizient beträgt - 0,91. Auch energiereiche Stöße (4-8 • 10 10 eV) zeigen starke Schwankungen, die Amplitude ist wesentlich größer als bei der allgemeinen Ionisation. IV. Die theoretische Deutung der 11-Jahre-Periode der kosmisdien Strahlung kann in analoger Weise wie bei der 27-Tage-Variation erfolgen. Die starke Schwankung der Stöße weist - in Übereinstimmung mit andersartigen Meßergebnissen - darauf hin, daß die Stöße in der Höhe von Huancayo (3350 m), wenigstens zum Teil, durch kurzlebige Teilchen mit einer Lebensdauer von etwa 10 -8 sec ausgelöst werden.

An einem mit Ammoniak gefällten Präparat, das durch wechselweise Fällung mit Flußsäure im oxydierten und reduzierten Zustand gewonnen wurde, wird die Reichweitekurve der α -Strahlung gemessen. Danach wird das darin vorhandene Uran durch Auswaschen mit Ammoniumcarbonat entfernt. Die neue Kurve zeigt die Reichweiten 2,1 cm, 2,5 cm und wahrscheinlich 3,0 cm, die nicht von Uran herrühren. Da mit Flußsäure von den Elementen bis 92 sonst nur Calcium, die Seltenen Erden und Thorium fällbar sind, die sich aber mit Sicherheit ausschließen lassen, müssen diese α-Strahlen einem oder mehreren Elementen größer als 92 zugeschrieben werden. Die Messung der β-Emission und ihrer Absorption in Aluminium, die mit der der Folgeprodukte von Uran verglichen wird, bestätigt dieses Ergebnis.

Beim eindimensionalen Gitter wird systematisch zwischen zwei Arten von Oberflächenzuständen (O.Z.) unterschieden, je nachdem sie aus einem oder aus zwei Bändern entstammen. Die O.Z. erster Art werden aus einem neuen, einfachen Gesichtspunkt heraus, ohne jede Rechnung, anschaulich verständlich gemacht. Bei den O.Z. zweiter Art wird nicht mehr das Energiespektrum, wie das bisher üblich war, als Funktion der Gitterkonstanten a, sondern als Funktion eines Parameters α, wie er in der Theorie der Hillschen Differentialgleichungen verwendet wird, aufgetragen. Indem man auch negative Werte von a heranzieht, lassen sich die bisher anschaulich nicht zu erfassenden O.Z. und der ganze Mechanismus des Austretens aus den Bändern durch ein einfaches Abzählverfahren mit Hilfe von Überlegungen, wie sie bei den O.Z. erster Art angestellt wurden, direkt verstehen. In diesem Schema zeigt sich dann auch in besonders deutlicher Weise, wie die Arbeit von Maue mit der von Shockleyzusammenhängt. Unsere Betrachtungsweise gestattet noch einige wichtige Schlüsse über die Energiespektren der Elektronen in Kristallen. Es läßt sich die Erwartung aussprechen, daß für „richtig zwischen zwei Atomen abgeschnittene“ Kristalle im ersten verbotenen Gebiet, wegen des Fehlens von Kreuzungsstellen, keine O.Z. zweiter Art auftreten. Bei mehrdimensionalen Kristallen wird darauf hingewiesen, daß die von anderer Seite versuchte Übertragung des Ergebnisses bezüglich der O.Z. zweiter Art vom eindimensionalen auf mehrdimensionale Gitter ein ganz irreales Potential zugrundelegt. Damit wird die auch schon vom Experiment widerlegte Behauptung, daß der Diamant eine Oberflächenleitfähigkeit zeigen sollte, entkräftet. Nur im Falle fast freier Elektronen ist die eindimensionale Rechnung übertragbar. Es läßt sich aber dann meist für mehrere Brillouinsche Zonen zeigen, daß für sie keine O.Z. und damit keine leitenden Oberflächenbänder auftreten können. Unter gewissen Annahmen ist es erlaubt, diesen Zonen die interessierenden Valenzbänder zuzuordnen. Um die Kreuzungsstellen von Bändern mehrdimensionaler Probleme weiter zu untersuchen, wird zum erstenmal die Zellenmethode zur Berechnung der O.Z. benützt. An dem durchgerechneten Gitter, das als zweidimensionales Analogon zum Diamanten angesprochen werden kann, treten die O.Z. an der Kreuzungsstelle nur aus dem oberen leeren Band aus, führen also zu keiner Oberfläehenleitfähigkeit. Die Zuverlässigkeit der Zellenmethode läßt sich hierbei noch nicht völlig sicher beurteilen.

Die in einer früheren kurzen Mitteilung angegebenen Lösliehkeits- und Absorptionsmessungen an Jod in Lösungsmittelgemischen wurden nach verschiedener Richtung hin ergänzt und ausgedehnt. Es wurden die Systeme Jod-Cyclohexan-Äthylenbromid, Jod-Cyclohexan- Methylbutyläther und Jod-Cyclohexan-Dioxan in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Lösungsmittels und von der Temperatur untersucht. Die Eigenschaften der sog. „regulären“ violetten Jodlösungen werden vom thermodynamischen Standpunkt aus diskutiert. In den Gemischen Cyclohexan-Äther und Cyclohexan-Dioxan läßt sich die Entstehung stöchiometrischer Verbindungen (J 2 -Äther bzw. (J 2- Dioxan) mit Sicherheit nachweisen. Die Dissoziationskonstanten dieser Molekülverbindungen und ihre T-Abhängigkeit werden bestimmt. Damit lassen sich die Vorgänge bei der Lösung des Jods in solchen Gemischen thermodynamisch vollständig übersehen. Freie Lösungsenthalpie, differentielle Lösungswärme und Lösungsentropie werden als Funktion des Molenbruchs berechnet. Die Bindungsart der entstandenen stöchiometrischen Solvate wird im Zusammenhang mit der hohen Polarisierbarkeit des Jods diskutiert.

Nach einer Übersicht über die gut, beschränkt und nichtlösenden Stoffe werden die Entmischungskurven und insbesondere die kritischen Koordinaten in den Lösungen des Polymethacrylsäure-methylesters mit einigen beschränkt lösenden Lösungsmitteln mitgeteilt, und zwar für 4 Fraktionen des Polymerisats. Die thermodynamische Berechnung der kritischen Koordinaten in Abhängigkeit vom Polymerisationsgrad bestätigt im wesentlichen eine statistische Formel von Miller, Huggins und Flory, während andere sonst bewährte Formeln für diesen Zweck nicht hinreichend genau sind.