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Linienspektren und Atombau
Niels Bohr,
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References
- p228_1) H. Kayser, Handbuch der Spektroskopie, Bd. I–VI. Leipzig 1900–1912.
- p228_2) In dem Buch von H. Konen, Das Leuchten der Gase und Dämpfe, Braunschweig 1913, das eine Übersicht über die Resultate der empirischen Spektroskopie enthält, findet sich am Schluß eine interessante Zusammenstellung der Deutungsversuche der Spektralgesetze auf Grund der Vorstellungen der klassischen Mechanik und Elektrodynamik.
- p230_1) Vgl. N. Bohr, Phil. Mag. (6) 26. S. 1, 476, 857. 1913. In deutscher Übersetzung: Abhandlungen über Atombau, Braunschweig (im folgenden als „Abh. über Atombau”︁ zitiert) S. 1, 26, 52. 1921
- p235_1)
Eine ausführliche Darstellung der Theorie ist vom Verfasser in einer zusammenfassenden Abhandlung „On the quantum theory of line spectra”︁, Schriften der Kopenhagener Akademie
1918,
gegeben, von der kürzlich eine deutsche Übersetzung erschienen ist (Über die Quantentheorie der Linienspektren, Braunschweig
1922).
Dort finden sich auch ausführliche Hinweise auf die ältere Literatur. Vgl. auch
N. Bohr,
Zeitschr. f. Phys.
13. S. 117.
1923,
wo eine kürzere Zusammenfassung des jetzigen Standes der Theorie gegeben ist.
10.1007/BF01328209 Google Scholar
- p238_1) Abh. über Atombau, S. 8, 70.
- p239_1)
Eine kurze Darstellung der Theorie der Einwirkung äußerer Felder auf das Wasserstoffspektrum, so wie sie sich im Lichte des Korrespondenzprinzips gestaltet, findet sich in einem Vortrag des Verfassers in der Deutschen Physikalischen Gesellschaft in Berlin, der
in Zeitschr. f. Phys.
2. S. 423.
1920
abgedruckt ist. Hinsichtlich des Anteiles der verschiedenen Forscher an der Entwicklung der Theorie sei auf diesen Vortrag verwiesen und auf einen demnächst in den Proceedings of the London physical Society erscheinenden Vortrag des Verfassers, wo eine mehr eingehende Behandlung mit ausführlichen Literaturangaben zu finden ist.
10.1007/BF01329978 Google Scholar
- p241_1) A. Sommerfeld, Münch. Ber. 1915.
- p242_1) Abh. über Atombau, S. 11, 115.
- p242_2)
A. Fowler,
Trans. Roy. Soc. (A)
214. S. 225.
1914.
10.1098/rsta.1914.0017 Google Scholar
- p243_1) F. Paschen, vgl. S. 142. Für die Kenntnis dieser Arbeit bin ich Hrn. Paschen zu Dank verpflichtet.
- p243_2) A. Sommerfeld, Münch. Ber. 1916.
- p244_1)
Eine kurze Darstellung der Theorie der Sereinspektren auf Grund des Korrespondenzprinzips ist in dem
S. 239
erwähnten Vortrag des Verfassers (
Zeitschr. f. Phys.
2. 423.
1920)
10.1007/BF01329978 Google Scholargegeben. Eine ausführlichere Diskussion mit näheren Literaturhinweisen findet sich im dritten Teil der S. 235 zitierten Arbeit „Über die Quantentheorie der Linienspektren”︁.
- p248_1) A. Sommerfeld, Ann. d. Phys. 63. S. 221. 1920.
- p251_1)
Die Beziehung einer solchen Betrachtung – die unabhängig von Robinowicz und vom Verfasser vorgeschlagen wurde, – zu den Prinzipien der Quantentheorie ist näher diskutiert in einer Abhandlung des Vefassers (
Zeitschr. f. Phys.
6. S. 1.
1921),
wo auch Literatur hinwese gegeben sind.
10.1007/BF01327957 Google Scholar
- p251_2)
F. Paschen und
E. Back,
Ann. d. Phys.
39. S. 897.
1912 und
10.1002/andp.19123441502 Google ScholarPhysica 1. S. 261. 1921.
- p252_1)
Vgl.
N. Bohr,
Zeitschr. f. Phys.
9. S. 27.
1922.
10.1007/BF01326955 Google Scholar
- p252_2)
A. Landé,
Zeitschr. f. Phys.
5. S. 231.
1921.
10.1007/BF01335014 Google Scholar
- p252_3) A. Sommerfeld u. W. Heisenberg, Zeitschr. f. Phys. 11. S. 131. 1922.
- p254_1) In Kaysers Handbuch ist die in mehreren Beziehungen immer noch vollständigste Übersicht über das spektroskopische Material zu finden. Außerdem sind in letzter Zeit sowohl von Fowler (Report on Series in line spectra, Physical Society of London, 1922) wie von Paschen u. Götze (Sereingesetze der Linienspektren, Berlin 1922) zusammenfallende Darstellungen veröffentlicht, in denen besonders Rücksicht auf die Gesetzmäßigkeiten der Serienspektren genommen sind, und die für die theoretische Diskussion deshalb sehr wertvoll sind, weil die Spektralterme selber angegeben sind. Das im folgenden benutzte Material ist aus diesen Büchern entnommen. Um den Lesern die Übersicht zu erleichtern, ist in den Tafeln am Schluß dieser Abhandlung von einer Anzahl von Spektren eine schematische graphische Darsetllung gegeben, die sich den theoretischen Erörterungen anschließt.
- p256_1)
Vgl.
N. Bohr,
Zeitscr. f. Phys.
13. S. 1923.
Zeitschr. f. Phys.
4. 347.
1921)
hervorgehoben, daß wir es bei den s-Termen der Alkalien mit stationären Zuständen zu tun haben, wo das Serienelektron während seines Umlaufes in das innere Gebiet hineindringt, und es wurde von diesem Forscher versucht, mit Hilfe der einfachen Annahme, daß die Wirkung der inneren Elektronen mit der einer gleichmäßig mit Ladung belegten Kugelschale verglichen werden kann, eine Abschätzung der Werte der s-Terme beim Natriumspektrum zu erzielen, wobei angenommen wurde, daß der erste s-Term einer 21-Bahn entspricht. Obgleich diese Betrachtung ein einfaches Verständnis der großen Abweichungen der s-Terme von den Wasserstofftermen lieferte, konnte aber in dieser Weise eine quantitative Berechnung nicht erreicht werden, denn eine solche verlangt in erster Linie eine nähere Klassifikation der Elektronenbahnen im Atomreste, um eine grundlage zu erlangen für die Festsetzung der den betreffenden Spektraltermen entsprechenden Hauptquantenzahl
10.1007/BF01332499 Google Scholar
- p259_1)
Die Hauptzüge der Theorie sind in einem Vortrag des Verfassers,
Der in Zeitschr. f. Phys.
9. S. 1.
1922
abgedruckt ist, entwickelt. Dort findet sich auch eine eingehende Besprechung von älteren Arbeiten anderer Verfasser über denselben Gegenstand. In der vorliegenden Abhandlung sind die Betrachtungen über den Zusammenhang zwischen optischen Spektren und Atombau mehr im einzelnen ausgeführt. Eine nähere Diskussion des Beobachtungsmaterials der Röntgenspektren im Verhältnis zur behandelten Theorie des Atombaus ist ferner in einer kürzlich erschienenen Arbeit von D. Coster und dem Verfasser
(Zeitschr. f. Phys.
12. S. 342.
1923)
gegeben.
10.1007/BF01328104 Google Scholar
- p273_1) Daß man bei dieser Annahme unter Zugrundelegung des einfachst möglichen mechanischen Bewegungstpus jedoch keine Übereinstimmung mit dem dem Normalzustande des Heliums entsprechenden Termwerte erreichen kann, Hat neuerdings Kramers ( Zeitschr. f. Phys. 13. S. 312. 1923) gezeigt. (Vgl. auch J. van Vleck, Phil. Mag. 44. S. 842. 1922.) In Kramers Abhandlung werden auch die grundsätzlichen Schwierigkeiten, die wegen der Instabilität der Elektronbewegung einer mechanischen Behandlung des Problem entgegenstehen, ausführlich besprochen.
- p274_1)
W. Gerlach u.
O. Stern,
Zeitschr. f. Phys.
9. S. 349.
1922.
10.1007/BF01326983 Google Scholar
- p277_1) Inseinem kühnen Versuch, mittels sinnreich gewählter Annahmen die Einzelheiten der anomalen Zeemaneffekte in Anlehnung an Landés und Sommerfelds Arbeiten zu erklären, wurde zuerst von Heisenberg ( Zeitschr. für Phys. 8. S. 273. 1921) die Annahme gemacht, daß die stationären Zustände des Atoms nicht direkt mit Hilfe von Bedingungen der Form (29) mit ganzzahligen Quantenzahlen beschrieben werden können. In Heisenbergs Untersuchung sowie in den späteren Arbeiten von Landé wird jedoch angenommen, daß sogar die Werte der Quantenzahl k halbzahlig anzusetzen sind. Im Hinblick auf die Weise, in welcher eine Erklärung des allgemeinen Baues der Serienspektren in Anlehnung an die Quantentheorie der Periodizitätssysteme sich erzielen ließ, dürfte aber diese Annahme, deren Konsequenzen den Erfahrungen über die Spektren an verschiedenen Punkten zu widersprechen scheinen (vgl. z. B. Fußnote S. 266), eine kaum begründbare Abweichung von dieser Theorie bezeichnen. Wie oben darzulegen versucht ist, liegen die Verhältnisse anders, was die Festlegung der Werte der Quantenzahl j betrifft. Hier sind ja wesentliche Voraussetzungen der Quantentheorie reiner Periodizitätssysteme schon durchbrochen durch die allgemeinen Konsequenzen, die die Koppelung zwischen Serienelektron und Atomrest mit sich bringt. Überhaupt gibt die Heranziehung von halbzahligen j-Werten bei der im Texte versuchten formalen Darstellung der Komplexstrukturen nur Ausdruck für die Ansicht, daß in diesen Fragen beim jetzigen Stand der Theorie kein direkter Anschluß an die gesicherten Züge der Quantentheorie der Periodizitätssysteme erreicht werden kann.
- p278_1) A. Sommerfeld u. W. Kossel, Verh. d. deutschen phys. Ges. 21. S. 240. 1919; vgl. auch N. Bohr, Quantentheorie der Linienspektren.
- p278_2) Vgl. E. Fues, Ann. d. Phys. 63. S. 1. 1920.
- p282_1) Über diese Untersuchung, die mehrere interessante Resultate betreffend die Beeinflussung komplizierter Spektren durch elektrische Felder ergeben hat, wird bald in den Schriften der Kopenhagener Akademie ein ausführlicher Bericht erscheinen.
- p284_1)
M. Catalán,
Trans. Roy. Soc. A.
223. S. 127–173.
1922.
Vgl. in dieser Verbindung auch die Untersuchung von
10.1098/rsta.1923.0004 Google ScholarH. Gieseler über das Chromspektrum. ( Ann. d. Phys. 69. S. 147. 1922.) Für die theoretische Diskussion der betreffenden Typen von Spektren siehe weiter A. Sommerfeld, Ann. d. Phys. 70. S. 32. 1923, Sowie G. Wentzel, Phys. Zetischr. 24. S. 104. 1923.
