Volume 9, Issue 5

Die Eigenfrequenz einer schwingenden Bloch-Wand wird aus einem Wandmodell hergeleitet, bei dem die Wandbindungskräfte in Form eines äquivalenten inneren Magnetfeldes berücksichtigt sind. Aus den Gleichungen für die Spinpräzession in diesem äquivalenten Magnetfeld ergibt sich eine Formel für die Eigenfrequenz einer 180°-Wand. Die Formel ist bis auf den Faktor √2 identisch mit der Formel, die sich mit dem Begriff der Wandmasse von Döring für die Eigenfrequenz einer 90°-Wand ergibt.

In Weiterführung des von Kopineck 1 begonnenen Integralprogramms für Austausch- und andere Zweizentrenintegrale mit 2s- und 2p-Funktionen, sollen die Wechselwirkungsintegrale auch für den Fall verschiedener Kernladungszahlen in den Eigenfunktionen erweitert werden. Die folgende Arbeit legt als Teil eines größeren Programms einige dazu erforderliche, bisher noch nicht berechnete Grundintegrale tabelliert vor. Zu einem weiteren Grundintegraltyp, der zum Teil in der Literatur schon tabelliert vorliegt, werden Wertetabellen in kleineren Schritten des Parameters angegeben, die eine bessere Interpolation gestatten.

Dünne Schichten von glasigem B 2 O 3 wurden mit CUKα- und MOKα-Strahlung untersucht. Die bevorzugten Atomabstände und Atomzahlen im B 2 O 3 -Glas wurden durch Fourier-Analyse der Streukurven von 5 Proben bestimmt. Die erhaltenen Verteilungskurven zeigen sehr viele und scharfe Maxima bis zu Atomabständen r ≈ 10 Å, d. h. im glasigen B 2 O 3 liegt eine weit größere Regelmäßigkeit der Atomanordnung vor, als es das Strukturmodell von Zachariasen und Warren vorsieht. Bei einem Vergleich der experimentellen Ergebnisse mit der Kristallstruktur von B 2 O 3 nach Berger zeigt sich, daß im glasigen Zustand eine Atomgruppe des Gitters (BO 3 -Tetraeder) gleichsam als Grundbaustein erhalten geblieben ist. Die BO 3 -Tetraeder sind zuSchichten von weitgehend geordneter Bauweise aneinandergeschlossen und diese wiederum im kürzesten Kopplungsabstand rK 1 = 1,85 Å zu dünnen Schichtpaketen aneinandergefügt. Diese Schichtpakete sind regellos gelagert und über einzelne Tetraederketten und -Schichten von statistisch regelloser Bauweise miteinander verbunden.

Es wird die Berechnung und Konstruktion eines eisenfreien magnetischen Doppellinsen-B-Spektrometers beschrieben, das eine sehr günstige Relation zwischen Lichtstärke und Auflösebreite besitzt. Die Lichtstärke beträgt 4,6% von 4.π, die Impulsauflösebreite bei punktförmiger Quelle 1,1% und die Energiegrenze 4,3 MeV. Das β-Spektrum des Mg 27 (9,5 min) wurde in zwei Komponenten von 1,754± 0,011 MeV (58% Intensität, log ft = 4,75) und 1,592±0,022 MeV (42% Intensität, logft=4,78) zerlegt, das γ-Spektrum in zwei Linien von 0,834± 0,008 MeV und 1,015± 0,007 MeV. Die Gesamtzerfallsenergie ergibt sich zu Q = 2,59± 0,02 MeV. Diese Werte stimmen mit Resultaten aus Kernreaktionsmessungen überein und bestätigen das von Koester 8 vorgeschlagene Zerfallsschema des Mg 27 . Die Zerfallsenergie des P 32 (14,3 d) wurde zu 1,711± 0,006 MeV gemessen.

Eine der ernstesten Schwierigkeiten des Fluges mit hohen Überschall-Mach-Zahlen besteht bekanntlich in der Reibungserwärmung der schnellen Gase in den Strömungsgrenzschichten und in dem damit verbundenen hohen konvektiven Wärmeübergang an die vom Fahrtwind oder von den Antriebsstrahlen berührten festen Oberflächen fliegender Körper. Es werden die gaskinetischen Bedingungen studiert, die durch Anwendung spiegelnd glatter Wände — d. h. solcher mit Rauhigkeiten die vergleichbar mit den Materiewellenlängen der auftreffenden Korpuskularstrahlen sind — zu einer erheblichen Herabsetzung von Wärmeübergang und Reibung führen könnten. Die Ansprüche an die Glätte solcher Spiegelwände erweisen sich als sehr erheblich und als unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit. Atmosphärische Luft zeigt überwiegende Spiegelreflexion erst bei Wandrauhigkeiten zwischen 10 -9 und 10 -8 cm, dasselbe gilt für das atomare Wasserstoffgas bzw. Protonengas der Plasmen von etwa 10 000°K, während das Elektronengas solcher Plasmen schon bei Rauhigkeiten zwischen 10 -8 und 10 -7 cm überwiegend spiegelnd reflektiert wird. Vergleichsweise beginnt sichtbares Licht bei Rauhigkeiten von 10 -4 cm gespiegelt zu werden. Endlich werden geschlossene Formeln gegeben für die Beiträge zu Wärmeübergang und Reibung der drei kinetischen Grenzflächenvorgänge: 1. Aufprall des dann an der Wand haftenden Partikelanteils (positiver Wärmeübergang und Reibung); 2. Diffuse Wiederauslösung des an der Wand haftenden Partikelanteils (negativer Wärmeübergang, kein Reibungsbeitrag); 3. Elastische Reflexion des spiegelnd zurückgeworfenen Partikelanteils (positiver oder negativer Wärmeübergang, kein Reibungsbeitrag).

Zur Entscheidung zwischen den beiden derzeitigen Theorien über die Erzeugung von π-Mesonenschauern beim Zusammenstoß eines schnellen Nukleons mit einem Atomkern, nämlich der multiplen und der pluralen π-Mesonenerzeugung, wurde die Materialabhängigkeit der Produktion harter Schauer mit mindestens 3 geladenen Teilchen untersucht. Die Apparatur zur Messung der Schauerintensität bestand aus einer Anordnung von Bleischichten und Zählrohren, zwischen denen mindestens 8-fach-Koinzidenzen verlangt wurden. Von außen einfallende Schauer konnten durch über der Erzeugersubstanz befindliche Antikoinzidenz-Zählrohre ausgeschaltet werden. Messungen in verschiedener Höhe über dem Meeresspiegel ergaben einen exponentiellen Intensitätsanstieg mit einer Absorptionslänge (125 ± 5 g/cm 2 ), die mit der für die Erzeugung von π-Mesonenschauern in Photoplatten gefundenen übereinstimmt und die Auslösung der gemessenen Ereignisse durch schnelle Nukleonen beweist. Zur selben Schlußfolgerung führen Absorptionsmessungen mit Bleischichten oberhalb der Antikoinzidenz-Zählrohre, die als Absorptionslänge die geometrische Kernstoßlänge (160 g/cm 2 ) ergaben. An Hand der Ergebnisse von Photoplattenuntersuchungen ließ sich zeigen, daß die mittlere Multiplizität der registrierten Schauer 5—7 betrug, was einer Schauerenergie von 6—12 GeV entsprechen dürfte. Vergleichsmessungen zwischen Paraffin und Graphit ergaben bei Schichtdicken von 60 g/cm 2 mit einem mittleren Fehler ± 2 % dieselbe Koinzidenzzahl pro Minute für beide Substanzen, während beim Ausfall des 15-proz. Wasserstoffanteils im Paraffin ein Unterschied von mindestens 10% zu erwarten wäre. Da sich zeigen ließ, daß andere Effekte als eine entsprechende Schauerproduktion zur Erklärung des offensichtlich vorhandenen Wasserstoffanteils kaum ausreichen und nach der Theorie der Einzelerzeugung von π-Me-sonen in Wasserstoff Schauer mit mehr als 3 Teilchen nicht auftreten können, wurde darin ein Beweis für die multiple π-Mesonenerzeugung erblickt. Zur selben Folgerung führt die Übereinstimmung der Schauererzeugung in Graphit, Aluminium und Eisen, aus der auf einen Erzeugungsquerschnitt je Nukleon geschlossen wurde, der kleiner als der geometrische Stoßquerschnitt ist.

Nach genauer Beobachtung der bei zwei verschiedenen Züchtungsarten entstehenden Kristalltypen wurde festgestellt, daß bei Umsublimation um etwa 50% mehr Einkristalle wachsen als bei Züchtung im direkten H 2 S-Strom. Beobachtungen im Mikroskop ergaben, daß bei allen Kristallen mit Riefeln die Längsrichtung dieser Riefeln identisch mit einer Schwingungsrichtung im Kristall ist und, wie von Jost 1 bestätigt, mit der Richtung der kristallographischen c-Achse zusammenfällt. Einkristalle zeigen im Hochvakuum eine um 42 % größere mittlere Leitfähigkeit als Zwillingskristalle. Homogene Einkristalle leiten am besten. Kristalle vom Typ 2 zeigten eine um 25% größere Leitfähigkeit in Richtung der c-Achse als senkrecht dazu. Leitfähigkeitsuntersuchungen an Luft ergaben eine erhöhte Leitfähigkeit, wobei bei allen Kristallen ein Gleichrichtereffekt beobachtet werden konnte. Es wird versucht, diesen durch polarorientierte Adsorption von Wassermolekülen infolge der polaren c-Achse zu erklären.

Die Orientierung der kristallographischen Achsen, die Modifikation und die Lage der Zwillingsebenen wurden mit Hilfe von Röntgenaufnahmen bestimmt.

Die beiden Definitionen der Bindungsordnung nach Pauling, Brockway und Beach und nach Penney werden miteinander verglichen. Es wird gezeigt, daß die erstere bei geeigneter Berücksichtigung des Überlappungsintegrals zwischen zwei Valenzstrukturen mit der letzteren identisch wird.

Es wurde die innere Dämpfung von mit Butylacetat und Chloroform weich gemachtem Polymethacrylsäuremethylester im Temperaturbereich von —60 bis + 90° mit einem Torsionspendel bei der konstanten Frequenz von 0,5 Hz untersucht. Das logarithmische Dekrement weist beim reinen Polymerisat ein sehr hohes Maximum bei etwa 100° und ein kleines Nebenmaximum bei etwa 15° auf. Bei Weichmacherzusatz verschieben sich beide Maxima zu tieferen Temperaturen, jedoch das größere in stärkerem Ausmaß, so daß es das kleinere schließlich überholt. In der Nähe der Einfriertemperatur treten nach geringerer Abkühlungsgeschwindigkeit oder nach Tempern Zeiteffekte auf, derart, daß das Minimum zwischen den beiden Maxima tiefer zu liegen kommt. Die Versuche lassen sich mit Hilfe eines zweifachen Maxwellschen Modells auswerten. Die Relaxationszeiten ändern sich nach der zu erwartenden Formel τ = τ 0 exp (A /RT), jedoch ist die Aktivierungsenergie A im Glaszustand fast 10-mal kleiner als in der Gleichgewichtsschmelze. Das Maximum des Dekrements ist durch das Verhältnis von Relaxationszeit zu Frequenz bedingt, die Einfriertemperatur dagegen durch die Geschwindigkeit der vorherigen Abkühlung. Durch Zusatz von Weichmacher nimmt die Aktivierungsenergie der Schmelze stark ab und ebenfalls τ 20 , entsprechend der für alle Präparate gültigen einfachen Beziehung log (1/τ 20 ) = 0,57 A 2 + 2.

Im eindimensionalen Potentialmodell wird das Verhalten der Bindungsfestigkeit, der Breite der verbotenen Zone und der Beweglichkeit von Löchern und Elektronen betrachtet, wenn man vom Fall gleicher Potentialmulden zu einer Anordnung übergeht, in der jeweils eine tiefere und eine flachere Mulde aufeinander folgen. Es wird qualitative Übereinstimmung mit den Beobachtungen innerhalb einer isoelektronischen Reihe erzielt, insbesondere bezüglich des Vergleichs der A III B V - Verbindungen mit dem isoelektronischen Element.

Die endliche Größe der Atomkerne wirkt sich auch auf die elastische Streuung von Elektronen aus, deren kinetische Energie wenig größer als die Ruhenergie ist: Die Elektronenwellenlänge ist zwar in weiter Entfernung vom Kern sehr viel größer als der Kerndurchmesser; wenn ein Elektron aber bis an den Rand eines großen Kerns herankommt, gewinnt es durch die Coulomb-Anziehung soviel Energie, daß seine Wellenlänge mit den Kerndimensionen vergleichbar wird. Die Abweichung gegenüber der Streuung am punktförmigen Kern wird für den homogen und oberflächengeladenen Hg-Kern (mit scharfem Kernrand) berechnet. Bei 2,2 MeV kann sie schon bis zu 10% betragen.

Ein Überblick über die Temperatur- und Druckverhältnisse in dichten H I- und H II-Regionen und den dünnen H II-Zwischengebieten zeigt, daß die dichten (d. h. die gut beobachtbaren) HII-Regionen wohl in Expansion mit einer Geschwindigkeit von der Ordnung der Schallgeschwindigkeit begriffen sein müssen. Ausführlich betrachtet wird der mögliche Einfluß des Strahlungsdrucks in der Linie La. Jedes einmal absorbierte Quant des Lyman-Kontinuums gibt mit erheblicher Wahrscheinlichkeit Anlaß zur Entstehung eines La-Quants. Andrerseits beträgt aber die optische Dicke der H II-Region im Doppler-Kern der Linie etwa 104 (gegen 1 im Lyman-Kontinuum). Daher könnte der Druck in La auf das 10 4 -fache des Werts im Lyman-Kontinuum ansteigen, und damit den Gasdruck bei weitem übersteigen, wenn nicht jedes La-Quant auch eine Chance hätte, in den Flügel der Linie zu gelangen und dann ohne nochmalige Absorption den Rand der H II-Region zu erreichen. Es wird eine einfache Modellvorstellung entwickelt, welche gestattet, die Hin- und Herdiffusion der La-Quanten im Dopplerkern der Linie und den gelegentlichen Übergang in die Linienflügel zu überblicken. Es zeigt sich, daß die Speicherung der La-Quanten den Strahlungsdruck in dieser Linie wohl höchstens einen Faktor 10 1 erhöht. Damit bleibt er in dichten Regionen noch weit unter dem Gasdruck. Dünne H II-Regionen andrerseits werden im allgemeinen auch im Lyman-Kontinuum eine geringe optische Dicke besitzen. Demnach sind die dynamischen Wirkungen des Strahlungsdrucks in La wohl nur in Sonderfällen groß gegen die des Gasdrucks. Im Schlußabschnitt wird die Wirkung dieser Verhältnisse auf die Schichtung und den Bewegungszustand des interstellaren Gases betrachtet. Es scheint, daß die Expansion der H II-Regionen für das interstellare Gas die wirksamste Quelle kinetischer Energie darstellt*.

Mit einem Proportionalzähler-Röntgenspektrometer wurde die beim K-Einfang des K 40 auftretende Argon-K-Strahlung nachgewiesen. Mit einem sorgfältig gemessenen Wert für die Fluoreszenzausbeute des Argon f = 0,12± 0,01 ergeben sich 1,42± 0,23 Zerfälle durch K-Einfang pro g Kalium und sec. Diese Prozesse werden als Übergänge zum angeregten Niveau des A 40 gedeutet, die noch von L-Einfang mit der relativen Häufigkeit n L /n K = 1,35± 0,23 begleitet sein müssen. Das Verhältnis n L /n K wird mit einer Berechnung von Marshak verglichen. Es wird das Verbot des untersuchten Übergangs diskutiert.