Untersuchungen über die anomale Dispersion angeregter Gase

Zusammenfassung

1. Versuchsanordnung. 2. Meßmethoden, Genauigkeit. 3. Kontrollversuche. 4. Abhängigkeit der a. D. vom Strom. 5. Theoretische Deutung. 6. Abhängigkeit der a. D. vom Druck und ihre Deutung. 7. Zusammenfassung. - In der positiven Säule des mit Gleichstrom betriebenen Neonrohrs wird an den etwa 20 im Rotgelb gelegenens ₅—p _k -,s ₄—p _k -,s ₃—p _k -Linien anomale Dispersion (a. D.) in ihrer Abhängigkeit von Strom und Druck gemessen. Mit wachsendem Strom steigt die a. D., d. h. die Zahl derNs _i - Atome in dens ₅-,s ₄- unds ₃- Zuständen, mehr oder weniger rasch an, nähert sich aber bald einem Sättigungswert, der bei 50 mA bereits annähernd erreicht ist. Dies wird durch die Bildung und Vernichtung ders _i -Atome durch Elektronenstoß gedeutet. Die Beobachtungen an den metastabilens ₅- unds ₃-Atomen, und in Annäherung auch an den instabilens ₄- Atomen sind darstellbar durch die Gleichgewichtsformel:

$$N_s = \frac{{aJ}}{{bJ + c}},$$

woJ Stromstärke,a bzw.b undc stromunabhängige Erzeugungs- bzw. Vernichtungsfaktoren sind. Sättigung tritt ein, wennbJ2>c, dann ist¯Ns=a/b=const. Zum Verständnis der Beobachtungen an dens ₄-Atomen ist ihre Nachfüllung aus dens ₅- unds ₃-Atomen und durch die starke Reabsorption der Liniep ₀-s ₄ (743 Å) zu berücksichtigen, die die mittlere Lebensdauer der instabilens ₄-Atome wesentlich vergrößert. Druckeinfluß: 1. Mit wachsendem Druck nehmen oberhalb 1,3 mm die Sättigungswerte¯N _s ab; 2. gleichzeitig tritt die Sättigung bei immer kleineren Stromwerten ein. Ursache: Bei gleichem Strom und wachsendem Druck bleibt der Anteil der mittelschnellen anregenden Elektronen im wesentlichen konstant oder nimmt ab; dagegen nimmt gleichzeitig der Anteil der langsamen Elektronen, die die Vernichtung der angeregten Atome durch Stoß bewirken, aus verschiedenen Gründen zu. Daher wächst in der Gleichgewichtsformelb mit dem Druck schneller alsa und wesentlich schneller alsc, und es nimmt mit wachsendem Druck 1.¯N _s ab, und 2. auch der StromJ, bei dembJ≫c ist und Sättigung eintritt.