- Email: [email protected]
Photographie des fluoreszenzspektrums schwacher oder millimeterkleiner leuchter
(Aus dem Physiologischen Institut in Innsbruck und dem Forschuog8inRtitut Ga&ein in Badgastein [Mitteilung Nr. 341.)
Photographic des Fluoreszeneapektrumsschwacher oder millimet8rkl8in8r Leuchter. (Ursn-Nachweis mit der Natriumiroridperle, Untersuehurg fluoreseiereuder Thermaiwaeserahsgtre und dergl.) Von %erd. Scheminrky. Mit 4 Textnbbilduugen. (Eingsgq8n
a1)) 22. Oktobw
1947.)
Die in Mineral- und HeilwLsern bezw. in deren Abs&tzen vorkommenden Uran-Mengen sind meistens so geringfiigig, dass nur die empfindliche Methode der fluoreszierenden Natriumfluoridperle nach Hemegger 7 bezw. Hernegger und Karlik a fiir den Nachweis ausreicht*. Dabei wird in einer Platiniise die uranhaltige Substanz mit Natriumfluorid zu einer Perle geschmolzen, diese mit filtriertem ultravioletten Lioht zu intensiv gelber Fluoreszenz angeregt und das Fluoreszenzspektrum, das nach Nichols und 9’Z&tey10 aus vier Banden mit steigender Inten&& von Rot nach Gti bezw. im BlauGriin besteht, photographiert; nimmt man in gleicher Weise das Spektrogramm von Eiohperlen mit bekanntem Uran-Gehalt auf, so l&at sich der Uran-Gehalt der Probe aus den photometrisch gemessenen Schwtizungen bestimmen. In dieter Weise konnte beispielsweise ein Uran-Gehalt des Meerwassers an der schwedischen Westkiiste von 3,6. lo-’ bis 2,3.10-8 g je Liter (Hemegger und Kurliks), des Reissacherites aus der Elisabethquelle, eines in allen Austritten der Gasteiner Therme vorkommenden Quellabsatzes, von 1,l-10-5g je Gramm (angefiihrt bei Dialer und &rahamcxi7c2), der Radiobaryte von Teplitz von lo-d bis 10-5g je Gramm (A’aberZu&tS), der von Kalken und Dolomiten der (isterreichischen Alpenlgnder mit 0,3- lO_’ g je Gramm (Laha@ O) und schliesslich der von Glasopalen mit 4,8 - 10-’ bis 6,4. lv g je Gramm (Haberlandt und Hernegger 4, festgestellt werden. Die Kleinheit der fluoreszierenden Perle und die den hohen Verdiinnungen entsprechende schwache Fluoreszenz bedingen bei den * Die Verwendung von Sohmelzen mit NaF oder KF zum Urannachweie geht auf X. Pup&h und E. L. Hloag (Proa. Nat. AC. Sciences 18, 726 [1927]) zuriick. 13
aohwacher oder millimeterkleiner
Leuchter.
193
iiblichen Spektrogmphen meist unangenehm 1-e Beliohtungszeiten, die sich se&en nur iiber Minuten, meistene jedoch -iiber Stunden erstrecken. Bei neuen Untersuchungen hinziehtlich des Uran-Gehaltes im Gasteiner Thermalwasser und seiner Abs&tze wurde deshalb verPucht, den vom Verf. tiher beschriebenen Contax-Spektrographen6 such zur Aufnahme des Fluoreazenzspektrums von Natriumfluoridperlen auszubauen, urn damit auf kurze Belichtungszeiten zu
Abb. 2. Waagrechter Schnitt duroh den Contax-Spektrographen. BR Beleuchtungsrohr fiir die Wellenliingenteilung; C Contax; GB Gewindestutzen am Zwischenrohr; Kf Kondensor zur Abbildung des fluoreszierenden Objektes auf der Spaltblende de8 Spektroskopea; Kg Kondensor zur Abbildung des Quarnbrenners auf dem fluoreazierenden Objekt; Ob Objektiv der Contsx; P totalreflektierendes Prisma bur Einprojektion der Wellenlblngenskala; Pe Natriumfluoridperle; PS Priemensate im Spektroekop; 8 100 Quarzbrenner der Klein-Analymnlampe; Sci Leitungssehnur sum .Skalenl&mpchen; 8P Schwarefilter vor der Quarzlampe; SK Wellenliingenekels; Sp Priemenrohr des Spektroakopea; SR Rohr Mr die Wellenliingenskala; ST, Befestigungsechraube flir daa Zwiechenrohr; Sr, Einstellachraube ZUF Verschiebung der Wellenliingenskala; 8rs Befestigungaaohraube fiir den Kondensor Kf; ZR Zwieohenrohr zur Befestigung de8 Spektroskopea auf dem Contax-Objektiv.
194
Ferd. Soheminrky: Photographic dee Fluoreazentapektrums
kommen. Nebenbei erwiee rich das Geriit such von grossem VorteiI cur Darstelhmg des F’luoreszenzspektrumsnur schwach leuchtender oder nur in millimeterkleinen Stucken vorliegender Minerahen. Der Con&r-&&rogroph in seiner urspriinglichen Ausfiihrung~~ besteht naoh Abb. 1 und 2 aus einer gusseiseruenGrundplatte GP mit einer Mule 19,auf der die Contax C, auf dem Kopfe stehend, mit dem Suchersehuh befestigt wird, dann aus der Contax C mit dem Plattenadapter; weiters aus einem Handspektroskop 8p mit Wellenliingenskala tlk (IKodellD von C. Zeiee-Jena mit Zahn und Trieb am Kollimatorrohr) und einem dazu konstruierten Beleuchtungsrohr BR; schliesslich aus dem NetzanschlussgeriifNB fur die Skalenlampe im Beleuchtungsrohr BR. Das Objektiv der Contax mit 5 cm Brennweite wird in oo-Stellung und voll aufgeblendet beniitzt; auf ihm wird ein genau passendes Zwischenrohr ZB (Abb. 2) aufgesetzt und mit der Schraube #r, fixiert, das vorne in der Mitte durchbohrt und mit einem dem Gewinde der Augenblende des Spektroskopes entsprechenden Gewindeansatz M versehen ist. Da die kleinen Leuchter vor dem Spektroskopspalt nicht such zugleioh die Wellenlzingenskalabeleuchten kiinnen, ist dafiir ein besonderes Beleuchtungsrohr BR vorgesehen, das einen kleinen Doppelkondensor (bestehend aus zwei Augenlinsen von Huygens-Okularen Nr. 3) und ein sog. Erbsen- (Puppenstuben-) Liimpthen fur 3,5 V und 0,2 A mit Opalglaskugelvon 6-7 mm Durchmesser enthidlt. Mit Absioht ist das L&mpohen exzentrisch im Beleuchtungsrohr Br angebrscht, um such den Skalenbereich von 450 bis 400 rnp noch gut auszuleuchten. tfber die Leitung 8ch wird das Llimpchen an eine 4V-Batterie mit Vorschaltwiderstand und Voltmeter oder bei Vorhandenzein von Wechselstrom noch besser an ein entsprechendes Netzansohlussgeriif NO (Abb. 1) geschaltet. Dieses besteht auz einem Trausformator mit Vorsohaltwiderstand auf der Sekundarseite und einem in 0,l V geteilten Voltmeter. Es hat sich als zwe&m&ssig erwiesen, das Ltimpchen mit GTleMhspannung zu betreiben, weshalb sekundiir ein Gleichriohter und zwei Elektrolytkondensatoren von ein paar Tausend Mikrofarad eingebaut wurden; der Vorsohaltwiderstandliegt zwischen den beideu Kondensatoren und tibt so zugleioh sine Beruh&mg derrg&iehgeriohteten Stromes aus. Der Vorschaltwiderstaud muss fain einstellbar sein, um die Helligkeit der Wellder des Spektrums genau anzupassen, da beide w&hrend der Exposition gZeMz&@~auf die liehtempfindliche Schieht emwirken. Die Belichtung erfolgt wie iiblich mit dem in der Contax, &g&a&en Sohlitzverschluss. Weitere Einzelheiten sind der friiheren VerMfeutli&mg zu entnehmen.
achwmheroder *nflllmeterklshiet’ Litichter. Fiir
die &m&rau8fiih~ung
de8 &pektTographen
xu
196
Flrore8zenzun-
wurde dem Spektroskopspalt ein Rohr mit kleinem Kondensor g, (Abb. 1 und 2) vorgesetzt und auf der Grundplatte GP eine Haltevorrichtung H fur das fluoreszierende Objekt sowie der Triiger eines Kondensors K, fur das filtrierte ultraviolette Licht befestigt. Das Rohr mit dem Kondensor R, passt genau auf das hintere Ende des Spektroskopes und wird durch eine Druckschraube Sr, festgehalten; der doppellinsige Kondensor Kt mit einer Brennweite von rund 5 mm - einem Schmalfilmprojektor fur 9,5 mm entnommen - beflndet sich rund 10 mm vor der Spaltblende des Spektroskopes und bildet einen gleichfalls in rund 10 mm Entfernung befindlichen Gegenstand in natiirlicher Griisse auf dem Spalt ab. Der Trager H, in welchem der Glasstab mit der Platiniise und Perle eingespannt werden kann, ist durch Gelenke allseitig so verstellbar, dass die Perle leicht in den richtigen Abstand vor den Kondensor K, gebracht und such zentriert werden kann. Der seitlich in der Hohe verstellbare und neigbare Kondensor Kq ist gleichfalls doppellinsig mit einer Brennweite von rund 2 cm und hat den Brenner der hier beniitzten Hanauer Kleinanalysenlampe 8100 als etwa 3 mm grossen Fleck auf dem vor dem Kondensor K, befindlichen fluoreszierenden Objekt abzubilden. Sollen an Stelle der NaF-Perle fluoreszierende Mineralien untersucht werden, so dienen 4 mm-dicke Messingstiibchen mit einem aufgeliiteten rechteckigen Messingplattthen als Triiger, auf denen die Proben mittels Glaskitt befestigt werden; in Abb. 1 liegen zwei solche Probentrager P!Z’ rechts auf der Grundplatte GP. An Stelle des Glasstabes in der Haltevorrichtung H eingespannt, lassen sich diese Probentriiger so bewegen, dass selbst millimeterkleine fluoreszierende Stiickchen leicht in die richtige und zentrierte Stellung vor den Kondensor K, gebracht werden konnen. In Vorversuchen wurde die Rolle der &ichtstiirke de8 Kameraobjektives fur die Belichtungszeit erprobt. Wie zu erwarten, zeigten sich zwischen den &fnungsverhiiltnissen von 1: 1,5 bis 1: 4 keine Unterschiede in der Schwkzung bei gleicher Belichtungszeit, da das Strahlenbiindel durch die Austrittsiiffnung am kameraseitigen Ende des Spektroskopes ohnehin so eingeengt wird, dass es die volle Eintrittsiiffnung des Objektives gar nicht ausnutzen kann. Auch die Verwendung eines Kameraobjektives, dessen Linsenflachen mit dem - die Reflexe vermindernden und die Lichtst&rke erhiihenden T-Belag vergiitet waren (T-Sonnar 1: 1,6; f = 5 cm), brachte hier keine erkennbaren Vorteile. Zunehmende Abblendung des Objektives - erprobt am Contax-Sonnar 1: 2 und 1: 1,5 - fiihrt nur zu einer Beschneidung des Spektrums auf der kurzwelligen &site. Wilbrend ter8uchungen
196
Ferd. Soheminzky: Photographic des Fluorwaensspektrums
bei einer Abblendung auf 1: 2 die Wellenliingenskala auf dem Negativ (Objektivbrennweite 5 cm) noch nnverktirzt im ganzen Bereich von 390-760 rnp in einer Lzinge von etwa 16 mm zur Abbildnng kommt, wird sie bei 1: 2,8 auf 404 mp, bei 1: 4 schon auf 420 rnp verkiirzf; das langwellige Ende wird nicht beschnitten. Fiir die Praxis ist also beim vorliegenden Spektrographen ein Contaxobjektiv hoher Lichtstiirke keineswegs erforderlich, mit Rticksicht auf die unverkiirzte Abbildung der Wellenlangeneinteilung jedoch immerhin ein solches mit einem Gffnungsverhaltnis von 1: 2 bis 1: 3,5 empfehlenswert. Mit solchen Objektiven sind Belichtungszeiten van 20 bis 160 set fiir Natriumfluoridperlen mit 1O-8g U je Perle, von 15-30 min fur Natriumfiuoridperlen mit 10-S g U je Perle oder such fiir nur schwach fluoreszierende Mineralproben von Stecknadelkopfgriisse bei einem Aufnahmematerial von 21/10° DIN leicht zu erreichen. Die Contax ist bei dem hier besprochenen Spektrographen im allgemeinen nur zusammen mit dem PZattenadapter zu gebrauchen, in dessen Kassetten die mit der Zeiss-Ikon-Schneidelehre auf 3 x 4,5 cm zugeschnittenen photographischen Platten oder gleich grosse Filmstiicke mit Unterlage geschwiirzter Metallplattchen von 3 x 4,5 cm F&he eingelegt werden. Nur der Plattenadapter ermoglicht zwisahen jeder Aufnahme das Bild auf der Einsatzmattscheibe oder Einsatzklarscheibe zu kontrollieren und die kleinen Leuchter vor dem Spektroskopspalt so einzustellen, dass das Spektrum iiber seine ganze Hohe oder bei sehr kleinen fluoreszierenden Objekten (unter einem Millimeter) wenigstens im Bereich der Wellenlangenteilung gleichmiissig ausgeleuchtet wird (vergl. Abb. 4 E); ausserdem Bonnen die Aufnahmen sofort einzeln oder in kleinen Gruppen entwickelt und im Fae nicht richtig getroffener Belichtungszeit gleich wiederholt werden. Wollte man behelfsmiissig mit dem Filmband und den Filmkassetten, Patronen oder Tageslichtspulen arbeiten, so wird der Arbeitsgang kompliziert; nach der Einstellung bei geiiffneter Kamera auf einer Matt- oder Klarscheibe w&e dann der Film einzulegen, die Kamera zu schliessen, nach der Aufnahme der Film wieder riickzuspulen, die Kamera zur Einstellung eines neuen Objektes wieder zu iiffnen und beim spiiteren Wiedereinlegen des Filmes zu beachten, dass die bereits exponierten Bilder nicht nochmals belichtet werden. Besondere Sorgfalt isf auf die HelligkeitsangZeichung von Spektrmr und WeZbdtingc?ndaZa zu verwenden, da beide gleichzeitig und gleichlang auf die photographische Schicht eiuwirken; Unterbeliehtung der Wellenhingenteilung rerschlechtert durch zu schwa&e
schwacher
oder millimeterkleiner
Leuchter.
197
Striche und Zahlen ebenso die Genauigkeit der Ablesung wie uberbelichtung infolge der durch den Lichthof zu breit und verschwommen erscheinendenZeichen. Man passt daher die Betriebsspannung des SkaIenbXmpchensmit dem erwiihnten Vorschaltwiderstand der beabsichtigten Belichtungszeit an, wobei man in Vorversuchen fur das verwendete Aufnahmematerial und den gewahlten Entwickler die zu einigen Belichtungszeiten gehiirende Betriebsspannung fur richtige Schwarzung feststellt. Die Ergebnisse werden am beaten in einer Kurve mit logarithmischem Massstab fiir die Expositionsdauer dargestellt, aus welcher Kurve dann spater fur jede beabsichtigte Belichtungszeit die zugehorige Lampenspannung durch Interpolation entnommen werden kann. In Abb. 3 ist beispielsweise eine solmm 60 40
20 IO 5
set 60 CO
Abb. 3. Belichtungszeit flir die Wellenliingenskala in Abhiingigkeit von der Betriebsspannung des Skalenl%mpchens, giiltig ftir Agfa-Isopen-Ultra-Film bei Brenzketeohin-Entwicklung.
the Kurve fur Agfa-Isopan-Ultra-F und Brenzkatechin-Entwicklung (vgl. spater) wiedergegeben; die Kurve gilt such fur hiichstpanchromatisches Material urn 21/10° DIN anderer Herkunft, wenn die spektrale Empfindliohkeit bis etwa 680 my. reicht. Nur bei Auf-
198
Ferd.
Soheminzky:
Photographic
des Fluoreezenzepelttrums
m&men auf Farbfllm wird auf gleich lange Exposition von Spektrum und Wellenlilsgenakala verzichtet, worauf spiiter noch eingegangen wird. Die Entwieklnug der ~pektdaufnahmen erfolgt am beaten in v61liger Dunkelheit nach Zeit, wobei man sich fiir die kleinen Platten zweckmiissigerweise einen Triiger &us Zelluloid, Mipolam oder einem sonstigen Run&h= duroh Kleben oder Verschrauben zusammenbaut, in welchem 6 Platten, in Nuten nebeneinztnder stehend, untergebraaht werden k&men; der Tr&ger wird dann in einen kleinen Glasfrog mit dem Entwickler gestellt, von welchem man jedesmal etwa, 70-80 ocm braucht. Zum Fixieren kommt der Trliger mit den Platten nach Zwischenwiissenmg in einen Ghnlichen Trog mit dem Fixierbrtd. Aus einem Filmband heransgeschnittene Stiicke von 3 x 4,5 cm Griisse werden in die Nuten des Trilgers eusammen mit einer gleich grossen Glasplatte, der Filmriickseite aaliegend, eingeschoben, welche ein Durchbiegen der Filme und die gegenseitige Beriihrung sowie das Herausgleiten &us den Nuten beim Bewegen wiihrend der EntwickEin lgngeres Stiick des Filmbandes wird, wie lung verhindert. bekannt, in einer Kleinbildentwicklungsdose behandelt. In allen FIillen ist wiihrend der Entwicklung in Abstiinden von 20 bis 30 SeFast immer enthalten nSimlich die Spektralkunden zu bewegen. aufnahmen dicht nebeneinaader me&g und stark belichtete Stellen, z. B. dunkle Zonen und Linien oder Banden, an denen wenig oder vie1 Entwickler verbraucht wird; beim Fehlen einer durchmischenden Bewegung wiirde durch Diffusion unverbrauchten Entwicklers bezw. der Zersetzungsprodukte des verbrauchten Entwicklers in die Nachbarschaft eine gegenseitige Beinflussung der verschieden stark belichteten Stellen erfolgen. Dieser Nachbareffekt kann sich bei Kleinbild-Spek@laufnahmen, wenn man auf das Bewegen vergisst, besonders stiirend bemerkbar machen, da die verschieden stark belichteten Stellen bier, entsprechend dem kleinen Bild, sehr nahe beisommen liegen. Die WahZ de8 Entwicklers richtet sich danach, ob das Negstiv selbst zur Auswertung herangezogen werden und die Gradationskurve daher geradlinig bleiben soll (z. B. bei den Uranbestimmungen auf photometrischem Weg) oder ob - wegen des geringeren Belichtungsumfanges jedes Photopapieres die Helligkeitsunterschiede zur Gewinnung guter Positivbilder absichtlich auageglichen werden sollen (wie etwa beim qualitativen Vergleich der Spektren fluoreszierender Mineralproben). Fiir den letzteren Fall hat sich ein besonders ausgleichender Brenzk&echin-Entwickler nsch Windiech’* sehr bewiihrt. Die Vo;rratsl&mng besteht &us zwei Teilen: a enthtilt
schwacher
oder millimeterkleiner
Leuchter.
129
in 100 ccm destilliertem ode-r &usgekochtem Waaser 8 g Brenzkate&in und 2,5 g kristallisiertes N&riumsulfit, wii;hrend I3 eine lOOj/,ige Atznrttronlosung darstellt; auf unsere Troggriisse beim Entwickeln von je 6 Platten oder Filmstucken von 3 x 4,5 cm bezogen, wurden zum Gebrauch 76 ccm Wasser mit 1,7 ccm Lijsung A und 1 ccm Losung B gemischt. Dieser Entwickler wird immer nur eilzmal verwendet und daher stets frisch .zussmmengegossen; Entwicklungstemperatur 18OC, Entwicklungszeit 15 min. Obwohl streng genommen nur Aufnahmen, die xzLsammenim selben Entwickler und gleich Zang hervorgerufen wurden, miteinander vergleichbar sind, lassen sich doch such beliebige Negative &us einer grosseren Serie ohne weiteres zu einem Vergleich heranziehen, wenn immer wieder frischer Entwickler aus nicht zu alten Stammliisungen benutzt und die Entwicklungstemperatur ebenso wie die Entwicklungszeit genau eingehalten wurde. Zur Durchfiihrung einer 9’pelctralaufnahme werden vorbereitend die m-Stellung und volle offnung des Kamerzobjektives kontrolliert, ferner die Beleuchtungsl&mpe der WellenliQrgenteilung mit der zulOssigen hochsten Betriebsspsnmmg von 3,5 V eingeschaltet und die Spaltblende 8m Spektroskop auf 0,l bis 0,2 mm Breite geoffnet. Vor diesen Spalt bringt man hierauf eine Zwerg-Glimmlampe, deren rote Neonlinien ein gutes Testobjekt abgeben; sie erscheinen bei dieser Spaltbreite zwer nicht als Linien, sondern ala Banden, d&fur liisst sich ihre RandschSirfe gut einstellen, da - im Gegensatz zu einer engen Spaltblende - schon eine geringe Einstellungsiinderung zur Unschiirfe fiihrt. Die weiteren Handgriffe sind dann: 1) C)ffnen des Contax-Verschlusses in Stellung u I? Dund Offenhalten durch Verwendung eines Spezial-Drahtauslosers mit Mittelscheibe oder Klemmschraube; Einsetzen der Elorsoheibe. 2) Scharfeinetellen oder Scharfekontrolle der Wellenliingenskala und des Randes der Neonlinien mit einer mix&&ens IOfach, besser noch 2Ofach vergriissernden Lupe oder einem kleinen Mikroskop, die vorher fur das Auge des Beobachters auf einen Ritser in der zum Objektiv gerichteten Seite der Klarscheibe eingestellt worden waren. 3) Verengern der Spaltblende am Spektroskop auf 0,05 mm bei lichtschwathen Objekten oder auf 0.01 bis 0,03 mm bei lichtstarken bezw. bei Leuchtern mit ausgesprochenen Linien. 4) Falls die Stellung der Wellenliingenteilung zum Spektrum noch nicht kontrolliert ist oder Verdaoht einer Verstellung besteht: Ersatz des ZwergGlimmliimpchens duroh eine Natriumflamme (elektrisohe Natriumlampe, Gasoder Spiritusbrenner mit einem Koohsalzkrietall oder mit Kochsalzpulver in Platinose oder dergl. in der Flamme); die beim 5 cm-Objektiv nur einfach ersoheinende gelbe D-Linie muss auf den bei 520 mu nach unten verlangerten Strich der Wellenliingenskala fallen, wenn nioht, so ist die Skala mittels der Sohraube L% (Abb. 2) entsprechend zu verschieben. Diese Einstellung muss
200
Ferd.
Scheminzky:
Photographic
des Fluoreszenzapektrums
unbedingt auf einer Mottseheibe und darf nioht auf der Klarsoheibe durohgeftihrt werden, da im letzteren Fall die Koinzidenz von Skalenatrich 690 m,~ und Natriumlinie such von der Lage des Auges zur optisohen Aahse der Einstellupe abhiingt. 6) Quarzlampe und Kondensor R, so einstellen, dass auf einem etwa 1 cm vor dem Kondensor K, gehaltenen Papierstiiokahen und in der optischen A&se der Anordnung ein scharfes Bild des Quarzbrenners mit Durchmesser von einigen Millimetern ersoheint. 6) Perle oder die fluoreszierende Mineralprobe mit dem Triiger vor den Kondensor & bringen, Abstand und Zentrierung unter Kontrolle des Klarsoheibenbildes mit einer bloes 6- bie 6facb vergrbssernden Lupe so einstellen, dass ein miiglichst he&s, tiber seine g&se Breite oder zumindestens zu beiden Se&en der Wellenlingenteilung gleiehmliseig ausgeleuchtetes Spektrum erscheint (Abb. 4 D und E); Stellung der Quarzlampe oder des Kondensors Kg gegebenenfalls zur Erzielung griisserer Helligkeit verbessern. Bei Mineralproben mit uuregelmiissiger Oberlhtche hiingt die grosste Helligkeit bezw. die gleichmiissige Ausleuchtung des Spektrums such von der Neigung der Oberfliiche gegen die optische Achse der Anordnung ab, weshalb man versuchsweise such den Probentrager urn die Achse seines Stieles drehen muss. Bei sehr kleinen Leuohtern ist die riohtige Einstelhrng besonders sorgfiiltig vorzunehmen, weil bei ungenauer Zentrierung such das kurzwellige oder das langwellige Ende des Spektrums nioht oder nur unvollkommen dargestellt werden. 7) Belichtungszeit ftIr das Spektrum schtltaen, dazu passende Helligkeit der Wellenlangenteilung als Betriebsspannung einer Kurve nach Abb. 3 entnehmen und am Vorsohaltgeriit einstellen; Entfernen der Klarscheibe, Schliessen des Contax-Veraohluases, Einlegen der liohtempfindhchen Sohioht, Aufnahme. Bei unsioherer Beli~htungszeit stuft man die Expositionen in Reihenaufnahmen wie 1: 2 : 4 : 8 UBW.ab. Bei Asjnahnwn de7 8pekt~m azcj Farbjilm ergeben sich in der Aufnahmetechnik einige Abweiohungen. So muss vor allem die Beleuohtungslampe fiir die Wellenliingenteilung mit der h&oh&en zuhissigen Betriebsspannung von 3,6 V brennen, da sie bei Verwendung mit Unterspannung keine Weiss leuohtende, sondern nnr eine gelbe oder gar rote Skala liefern wifrde. Zu diesem Zweck liisst man das Lampchen im Beleucthtungsrohr nur w&rend eines Teiles der gesamten Beliohtungszeit ftir das Spektrum brennen und schaltet sie dann durch Unterbrechung im Lampenstromkreis aus; da dies eine erhiihte Aufmerksamkeit bei der Exposition voraussetzt, passt man zur Vereinfaohung der Technik bei Schwarz-Weiss-Aufnahmen die Lampenhelligkeit - wie frtiher beschrieben besser der Helligkeit des Spektrums fiir gleich lange Behchtung an. Beim Agfacolor-Tagesfilm* betrug die riohtige Beli~htungszeit fur die mit 3,6 V betriebene Skalenlampe rund 60 Sekunden. Eine zweite Abweiohung der Aufnahmetechnik mit Farbfilm besteht darin, dass man ohne Plattenadapter arbeitet und den Film wie iiblich einlegt, nach der Beli~htung aber wieder in die Patrone riiokspult, urn die Kamera fiIr die Einstellung eines anderen Objektes ijffnen zu ktinnen. Vorher darf man jedoch nioht auf das Einstmllen der Ziihlscheibe und auf das Notieren der Nummer des letzten Bildee vergessen, damit beim Wiedereinlegen *) Zur Aufnahme von Spektren wird stets ein Tugeslichtfilm beniitzt, weil die Farbe der Lichtquelle selbst wiederzugeben ist. Kunstlichtfilm ist nur zur Aufnahme von Gegenstiinden beztimmt, die von Kunstlieht belcuchtet werden.
echwacher oder millimeterkleiner
Leuchter.
201
night ein schon beliohtetes Film&tick noehmale exponiert wird. S&lie&i& darf man bei Reihenaufnahmen die Beliehtungss& ndu wie i : 3/P : B/4 : 27/S uew. abstufen, da der Farbfilm einen geringeren BelIahtungsspielraum aha die Sohichten fti Schwarz-Weiss-Aufnahmen be&&, die B$ichtunga&eiten daher nur urn jeweils tit)% veriindert werden d&fen; Jm Vergleiah xum Isopan-Ultrafitm sind die Beliehtungszeiten fiir den Agfaoolor-TagesliLhtfilm etwa 4mal Eager.
Abb. 4 zeigt einige Beispiele fiir die mit der beschriebenen Anordnung aufgenommenen Spektren and l&sat zugleich die Wichtigkeit einer weit ins Rot hiraein empfindZSen Aufnahmesckdcht erkennen. Haitinger 5 gibt nach C0wecsta.Z’ an, dass alle Uranverbindungen ein charakteristisches Fluoreszenzspektrum mit 6 bis 8 disk&en Banden im Gebiet von 630 und 470 my. liefern, von denen die Bande im Bereich von 530 und 500 my. am intensivsten ist. Auf Grund dieser Angaben wurden unsere Aufnahmen zuersf auf Isopan-F-Platten hergestellt, deren Empfindlichkeit bis zu 640 rnihreicht. Ala die Platten zu Ende waren, wurde Isopan-Ultra-Film mit einer Sensibilisierung bis 680 my. verwendet, wobei sich zeigte, dass iiber den von Hai%ger5 bezw. CoustaZ1 angegebenen Bereich hinaus no& e&neweitere Bande bei 670 bis 660 rn(Aexistiert (vgl. Abb. 4 B und C); such die Bande bei 635 mp, welche bei Aufnahmen auf Isopan F-Platten nur mehr im Negativ zart angedeutet ist, in der Kopie oder im Druck aber nicht mehr zum Vorschein kommt (Abb. 4 B), wird in der Photographie auf Isopan-Ultra-Film selbst noch im Positivabzug und im Druck sehr deutlich (Abb. 4 C). Die neu gefundene Bande bei 670 bis 660 my. tritt nicht bloss bei der Uranperle in Erscheinung (Abb. 4 C), sondern such bei fluoreszierenden Uranmineralien (Abb. 4 D und E), beim Schroeckingerit aus St. Joachimsthal im Positiv allerdings nur mehr angedeutet, im Negativ aber noch gut erkennbar. Auch Nichols und ~Zatierylo geben fur das Fluoreszenzspektrum des Urans im Natriumfluorid nur vier Banden im Bereich der Wellenliingen 634, 606, 577 und 557 m,v.an, haben also die hier beschriebene neue Bande nicht beobachtet; zweifellos hiingt dies mit der damals (1926) noch ungeniigenden Rotempfindlichkeit des Aufnahmemateriales zusammen. Hernegger und Karl&* fanden gegentiber der von Nichols und k%zttery lo ausdrucklich ala nur anniihernd angegebenen Bandenlage efwas andere Zahlen und zwar 626, 602, 557 und 555 ml*, bei Meerwasserproben ausserdem noch zwei schwache Banden bei 533 und 515 mp. Die beiden letzteren fanden wir such in unseren Fluoreszenzspektren der U-NaF-Perlen (deutlich in den Negativen, teilweise such in Abb. 4 B und C erkennbar), die aus einem von Hernegger uns freundlichst zur Verftigung gestellten Material angefertigt wurden. Unter Einbeziehung der hier neu beschriebenen Bande im dunklen Rot kommen daher dem Fluoreszenzspektrum
Pertl. Schemiurky:
Pbotographie
dee Fluoreeaensspektrums
NaF-Perle mit U-haltigem Mineral
NaF-Perle mit 104g u
NaF-Perle mit lo-ag u
Dskeit au8 Wyoming (U.S.A.)*
Schroeckingsrit aua St. Joachimsthal
Ahb.
4.
BeiNpieIe far Fluoreezensaufnahmen, aufgenommen mit dem Contax-8oektronraDhen. Photographiwhe Doten: Contax m’it So&a; 1: 2, f = 6 cm, voile C)ffnung; A 10 min. B 30 BBC, Breite dee Spektroekopspalti 0,OI mm; Beliohtungal;eiten: U 160 BBC,D 4 min, I# 48 tin. Die bier wiedergegebenen Poeitive sind gegeniiber - dem Negativ rund f3,Bfach vergrijesert. die Bedeutun hoher RotempDer Ver l&h von Spektrum 3 und 0 aei findlichkeit ftir die J?rfasaung aller c%arakteristisohen $ ea Aufnahmematerialen Banden; eine hier erstmala dargee@llte Bande im dunklen Rot bei 663 ml& ist nicht blase im gelben Fluotienslieht der Natrinmfluoridperle (Spektrum C), beetimmter Mineeondem auoh im gr@nen berw. bl& 8nen Fluoreesen&oht rale (Snektrum D und El enthalten. Y ei sehr kleinen. unter 1 Millimeter Griisse liege6ben Mine foben’ &in$ & &it -dem Co&x-Spektrographen zumindeetens urn die e&x&ngMekt& herum- dsa oharekteriati~he Spektrum darrustellen (Spektrum E).
?? ) Der Dakeit (aue der Sammlung von H. Haberbdt, Wien) und der Sohroeekingerit (aua der Sommlung von Th. u. d. Wtmus, Innsbruck), welche nach 8. How&& (Am&. l!&ixker&logiet 94, 317 [1989]) ala idente Minerale erkennt ektren ties, M ouoh dm #e&ho ;FSP6raesenzapelctrum; die Fluoreasenes dieter und anderer Uranmmeralien eollen hierorta gemeinsam mit I?. Ha gerEandt und F. Hemsgger beaproohen werden.
eahwaoher oder milE&terkleiner
Leuchtex.
203
der Uranperle sieben Banden eu, die sieh anniihernd urn folgende Wellenliingen gruppieren: 663 - 635 - 610 - 57’7 - 557 - 537 - 515 my.. Auch die Angabe von ZIati&ag~6, dass die grfine Bande zwischen 530 und 500 rnp $m intensivsten ist, bedarf nach den Bildern der Abb. 4 hinsichtlich der Uranperle einer Korrektur. D8ss in der Lrtge der charakteristischenBanden kleine Verschiebungen von P&pa& zu Priiparat a&&en, hangt z. T. mit dem jeweils anderen Anion zusammen (Ha&%ger6), z. T. aber such mit der chemischen Zusammensetzung der Grundsubstanz und deren Wassergehalt (Heb~&& und Hemegger*). Andererseits zeigt sich nach den zuletzt zitierten Autoren bei verschiedenen Vorkommen derselben uranhaltigen Minerctleim wesentlichen die gleiche Bandenposition, sodass die Fluoreszenz8nalyse in Verbindung mit der spektrographischen Untersuchung eiu wertvolles Hilfsmittel zur Erkenmmg und Identiilzierung uranhaltiger, im Ultraviolett gut leuchtender BIineraledarstellt; weiters l&satdie scharfe oder verwaschene Bandenbegrenzung -im Fluoreszenzspektrum einen Schluss zu, ob sich die untersuchten Minerale kristallisiert oder gelartig gebildet haben. Da sich die Aufnahmen von Fluoreszenzspektrenmit, der beschriebenen Anordnung z. T. einfacher und vor allem schneller als bizher durchfiihrenlassen, wird diese such mit Vorteil zur Liisung rein mineralogischer Fragestellungen, insbesondere bei Reihenaufnahmen, herangezogen werden kiinnen. Zoeammenf8ssung. Die fluoreszenz-spektrographischeUntersuchung ermiiglicht nicht bloss einen qualitativen Urannachweis kleinster Mengen dieses Elementes in WSissernverschiedener Herkunft oder in Mineralien, sondern nach Hemegger bezw. Hemegger und Earlik such eine quantitative Uranbestimmung bei photometrischer Auswertung der Spektralaufnahmen. Die mitunter schwaohe Fluoreszenz oder die Kleinheit hauilg vorliegender Proben haben bei den iibliohen Spektrographen allerdings unangenehm lange Belichtungszeiten zur Folge. Es wird deshalb der Ausbau eines bereits fruher vom Verf. entwikkelten Kleinbildspektrogxaphen mit der Contax und einem Handapektroskop zur Aufnahme von Fluoreszenzspektren beschrieben, welcher mit verh<nism&ssigkurzen Belichtungszeiten selbst von Objekten unter einem Bfillimeter Glriisse gute Spektralaufnahmen mit eingetragener Wellenliingenskala liefert; die Handhabung des
204
Ferd. Scheminzky: Photog&&
des Fluorcszeuzspekt~ums
Cl&h, KunstgMe bei den Aufnahmen und Hinweise iiber die Wahl dea Aufnahmeobjektives, die Entwicklung, die zweckmLssige Aufnahmeschicht und fiber Farbaufnahmen der Spektren werden mitgeteilt. Bei EriZrterung der das Fluoreszenzspektrum von Uranverbindungen charakferisierenden Banden wird gezeigt, dass eine neue bisher nicht bekannte Bande such bei efwa 663 my. nachzuweisen ist, die friiher wegen nicht. ausreichender Rotempfindlichkeit des A&ahmematerialez iibersehbn wurde. Im Spektrum der UranNatriumfluoridperle treten demnach sieba Banden auf. summary.
Fluorescence spectrography permits not only a qualitative determination of uranium, present in small quantities in waters of different ori-
gin or in minerals, but also a quantit,ative determination of uranium through photometry of the spectra. The occasional weak fluorescence or the frequently occurring minuteness of the specimens result in inconveniently long txposures with the usual spectrographs. Consequently, the author describes the construction of a miniature spectrograph which he had previously developed for use with a Contax camera and hand spectroscope for the photography of fluorescence spectra. This ipstrument produces good photographic spectra with superimposed wave-length scale with relatively short exposure times’even in the case of samples smaller than one mm. !l!hb author discusses the manipulation of this instrument, describea exposure devicea, and gives suggestions for the choice of an objective, the most suitable emulsions, development procedure, and color photographs. In his discussion of the bands characterizing the fluorescence spectrum of uranium compounds, he points out that there is a band at &bout 663 m,u which hats previously been overlooked on account of in&Went red sensitivity. Accordingly, the spectrum of U-NaF beads possesses sewn bands.
L’&ude du spectre de fluorescence permet non seulement l’identification qualitative des plus faibles traces d’uranium dans lea eaux de diverses provenances et les minerais, mais encore selon Rencegger et Herfwgg6r et KarZik km d&wmin&ion quantitative par photom&ie des raiez: La treS faible intensit4 du speetre de fluorescence ainsi que la petitezse des Bcbantillons obligent g&&alement de recourir B dea temps de pose ex@r&. On d&lit le montage ddj& r&is6 ant&ieurement par l’autenr qui permet avee l’aide d’un Contax et d’un spectroscope B main de r&liser des temps de poze relativexnent courts m?me aver des objets fluoreace& do& .la dimension q’ex&de pas un millim&re. Divers d&ails
schwacheroder millimeterkleiner Leuchter.
2Ob
concernant l’emploi de l’appareil, le choix des objectifs, le d&eloppement, la disposition de la couche fluorescente, ainsi que la photographie en couleurs, sont communiqu&. Une bande caract&istique nouvelle situ& vers 663 my. eat signal& dans le spectre de fluorescence des d&iv& d’uranium. Elle avait &happB & l’observation par suite de l’emploi de mat&iel photographique insuffisamment sensible dans le rouge. Le spectre de la perle de fiuorure de sodium et d’urane pr&ente ainsi se@ bandes.
Literatur. 1 Coustd, R.: Sur la luminescence permanente de certains sels d’uranium crista&&. C. r. Acad. Sci. Paris 187, 1139 (1928). - aDibtler, E., und E. Abraham&k: Zb. Min. etc. 1908, Abt. A, S. 201. - s Habe&m&, H.: iiber die sogenannten Radiobaryte von Teplitz und Karlsbad. Sitzungsber. Akad. Wiss. Wien, Math.-naturw. Kl., Abt. IIa, 147, 415 (1938). 4 Habedandt, H., ulzd F. Hemegger: Akad. Anz. C)ster.Akad. Wiss. Wien 1946, Nr. 13, S. 116. - 6 Haitinger, Y.: Die Fluoreszenzanalyse in der Mikrochemie. Wien und Leipzig, Verl. Heim 1937. - 6 Haitinger, M.: Mikrochemie 16,321 (1934-35). - 7 Hernegger, F.: Ane. Akad. Wiss. Wien, Math.-naturw. Kl. 1933,s. 15. - * Hemegger, F., wnd B. KarZik: Die quantitative Bestimmung sehr kleiner Uranmengen und der Urangehalt des Meerwassers. Sitzungsber. Akad. Wiss. Wien, Math.-naturw. Kl., Abt. IIa, 144, 217 (1935). - 9 Lahner, I.: Uran- und Thoriumbestimmungen an Kalken und Dolomiten und die Frage des radioaktiven Gleichgewichtes in diesen Gesteinen. Sitzungsber. Akad. Wiss. Wien, Math.-naturw Kl., Abt. IIa, 148, 149 (1939). - lo N&%028,E. L., zcndM. SZaiXery: J. Opt. Sot. 12, 449 (1926). - 11Bcheminsky, F., und L. Kramer: 8. ges. exp. Med. 111, 235 (1942). - l2 Windisch, H.: Die neue Photoschule. Harzburg, HeeringVerlag 1938.
Photographic des Fluoreszeneapektrumsschwacher oder millimet8rkl8in8r Leuchter. (Ursn-Nachweis mit der Natriumiroridperle, Untersuehurg fluoreseiereuder Thermaiwaeserahsgtre und dergl.) Von %erd. Scheminrky. Mit 4 Textnbbilduugen. (Eingsgq8n
a1)) 22. Oktobw
1947.)
Die in Mineral- und HeilwLsern bezw. in deren Abs&tzen vorkommenden Uran-Mengen sind meistens so geringfiigig, dass nur die empfindliche Methode der fluoreszierenden Natriumfluoridperle nach Hemegger 7 bezw. Hernegger und Karlik a fiir den Nachweis ausreicht*. Dabei wird in einer Platiniise die uranhaltige Substanz mit Natriumfluorid zu einer Perle geschmolzen, diese mit filtriertem ultravioletten Lioht zu intensiv gelber Fluoreszenz angeregt und das Fluoreszenzspektrum, das nach Nichols und 9’Z&tey10 aus vier Banden mit steigender Inten&& von Rot nach Gti bezw. im BlauGriin besteht, photographiert; nimmt man in gleicher Weise das Spektrogramm von Eiohperlen mit bekanntem Uran-Gehalt auf, so l&at sich der Uran-Gehalt der Probe aus den photometrisch gemessenen Schwtizungen bestimmen. In dieter Weise konnte beispielsweise ein Uran-Gehalt des Meerwassers an der schwedischen Westkiiste von 3,6. lo-’ bis 2,3.10-8 g je Liter (Hemegger und Kurliks), des Reissacherites aus der Elisabethquelle, eines in allen Austritten der Gasteiner Therme vorkommenden Quellabsatzes, von 1,l-10-5g je Gramm (angefiihrt bei Dialer und &rahamcxi7c2), der Radiobaryte von Teplitz von lo-d bis 10-5g je Gramm (A’aberZu&tS), der von Kalken und Dolomiten der (isterreichischen Alpenlgnder mit 0,3- lO_’ g je Gramm (Laha@ O) und schliesslich der von Glasopalen mit 4,8 - 10-’ bis 6,4. lv g je Gramm (Haberlandt und Hernegger 4, festgestellt werden. Die Kleinheit der fluoreszierenden Perle und die den hohen Verdiinnungen entsprechende schwache Fluoreszenz bedingen bei den * Die Verwendung von Sohmelzen mit NaF oder KF zum Urannachweie geht auf X. Pup&h und E. L. Hloag (Proa. Nat. AC. Sciences 18, 726 [1927]) zuriick. 13
aohwacher oder millimeterkleiner
Leuchter.
193
iiblichen Spektrogmphen meist unangenehm 1-e Beliohtungszeiten, die sich se&en nur iiber Minuten, meistene jedoch -iiber Stunden erstrecken. Bei neuen Untersuchungen hinziehtlich des Uran-Gehaltes im Gasteiner Thermalwasser und seiner Abs&tze wurde deshalb verPucht, den vom Verf. tiher beschriebenen Contax-Spektrographen6 such zur Aufnahme des Fluoreazenzspektrums von Natriumfluoridperlen auszubauen, urn damit auf kurze Belichtungszeiten zu
Abb. 2. Waagrechter Schnitt duroh den Contax-Spektrographen. BR Beleuchtungsrohr fiir die Wellenliingenteilung; C Contax; GB Gewindestutzen am Zwischenrohr; Kf Kondensor zur Abbildung des fluoreszierenden Objektes auf der Spaltblende de8 Spektroskopea; Kg Kondensor zur Abbildung des Quarnbrenners auf dem fluoreazierenden Objekt; Ob Objektiv der Contsx; P totalreflektierendes Prisma bur Einprojektion der Wellenlblngenskala; Pe Natriumfluoridperle; PS Priemensate im Spektroekop; 8 100 Quarzbrenner der Klein-Analymnlampe; Sci Leitungssehnur sum .Skalenl&mpchen; 8P Schwarefilter vor der Quarzlampe; SK Wellenliingenekels; Sp Priemenrohr des Spektroakopea; SR Rohr Mr die Wellenliingenskala; ST, Befestigungsechraube flir daa Zwiechenrohr; Sr, Einstellachraube ZUF Verschiebung der Wellenliingenskala; 8rs Befestigungaaohraube fiir den Kondensor Kf; ZR Zwieohenrohr zur Befestigung de8 Spektroskopea auf dem Contax-Objektiv.
194
Ferd. Soheminrky: Photographic dee Fluoreazentapektrums
kommen. Nebenbei erwiee rich das Geriit such von grossem VorteiI cur Darstelhmg des F’luoreszenzspektrumsnur schwach leuchtender oder nur in millimeterkleinen Stucken vorliegender Minerahen. Der Con&r-&&rogroph in seiner urspriinglichen Ausfiihrung~~ besteht naoh Abb. 1 und 2 aus einer gusseiseruenGrundplatte GP mit einer Mule 19,auf der die Contax C, auf dem Kopfe stehend, mit dem Suchersehuh befestigt wird, dann aus der Contax C mit dem Plattenadapter; weiters aus einem Handspektroskop 8p mit Wellenliingenskala tlk (IKodellD von C. Zeiee-Jena mit Zahn und Trieb am Kollimatorrohr) und einem dazu konstruierten Beleuchtungsrohr BR; schliesslich aus dem NetzanschlussgeriifNB fur die Skalenlampe im Beleuchtungsrohr BR. Das Objektiv der Contax mit 5 cm Brennweite wird in oo-Stellung und voll aufgeblendet beniitzt; auf ihm wird ein genau passendes Zwischenrohr ZB (Abb. 2) aufgesetzt und mit der Schraube #r, fixiert, das vorne in der Mitte durchbohrt und mit einem dem Gewinde der Augenblende des Spektroskopes entsprechenden Gewindeansatz M versehen ist. Da die kleinen Leuchter vor dem Spektroskopspalt nicht such zugleioh die Wellenlzingenskalabeleuchten kiinnen, ist dafiir ein besonderes Beleuchtungsrohr BR vorgesehen, das einen kleinen Doppelkondensor (bestehend aus zwei Augenlinsen von Huygens-Okularen Nr. 3) und ein sog. Erbsen- (Puppenstuben-) Liimpthen fur 3,5 V und 0,2 A mit Opalglaskugelvon 6-7 mm Durchmesser enthidlt. Mit Absioht ist das L&mpohen exzentrisch im Beleuchtungsrohr Br angebrscht, um such den Skalenbereich von 450 bis 400 rnp noch gut auszuleuchten. tfber die Leitung 8ch wird das Llimpchen an eine 4V-Batterie mit Vorschaltwiderstand und Voltmeter oder bei Vorhandenzein von Wechselstrom noch besser an ein entsprechendes Netzansohlussgeriif NO (Abb. 1) geschaltet. Dieses besteht auz einem Trausformator mit Vorsohaltwiderstand auf der Sekundarseite und einem in 0,l V geteilten Voltmeter. Es hat sich als zwe&m&ssig erwiesen, das Ltimpchen mit GTleMhspannung zu betreiben, weshalb sekundiir ein Gleichriohter und zwei Elektrolytkondensatoren von ein paar Tausend Mikrofarad eingebaut wurden; der Vorsohaltwiderstandliegt zwischen den beideu Kondensatoren und tibt so zugleioh sine Beruh&mg derrg&iehgeriohteten Stromes aus. Der Vorschaltwiderstaud muss fain einstellbar sein, um die Helligkeit der Wellder des Spektrums genau anzupassen, da beide w&hrend der Exposition gZeMz&@~auf die liehtempfindliche Schieht emwirken. Die Belichtung erfolgt wie iiblich mit dem in der Contax, &g&a&en Sohlitzverschluss. Weitere Einzelheiten sind der friiheren VerMfeutli&mg zu entnehmen.
achwmheroder *nflllmeterklshiet’ Litichter. Fiir
die &m&rau8fiih~ung
de8 &pektTographen
xu
196
Flrore8zenzun-
wurde dem Spektroskopspalt ein Rohr mit kleinem Kondensor g, (Abb. 1 und 2) vorgesetzt und auf der Grundplatte GP eine Haltevorrichtung H fur das fluoreszierende Objekt sowie der Triiger eines Kondensors K, fur das filtrierte ultraviolette Licht befestigt. Das Rohr mit dem Kondensor R, passt genau auf das hintere Ende des Spektroskopes und wird durch eine Druckschraube Sr, festgehalten; der doppellinsige Kondensor Kt mit einer Brennweite von rund 5 mm - einem Schmalfilmprojektor fur 9,5 mm entnommen - beflndet sich rund 10 mm vor der Spaltblende des Spektroskopes und bildet einen gleichfalls in rund 10 mm Entfernung befindlichen Gegenstand in natiirlicher Griisse auf dem Spalt ab. Der Trager H, in welchem der Glasstab mit der Platiniise und Perle eingespannt werden kann, ist durch Gelenke allseitig so verstellbar, dass die Perle leicht in den richtigen Abstand vor den Kondensor K, gebracht und such zentriert werden kann. Der seitlich in der Hohe verstellbare und neigbare Kondensor Kq ist gleichfalls doppellinsig mit einer Brennweite von rund 2 cm und hat den Brenner der hier beniitzten Hanauer Kleinanalysenlampe 8100 als etwa 3 mm grossen Fleck auf dem vor dem Kondensor K, befindlichen fluoreszierenden Objekt abzubilden. Sollen an Stelle der NaF-Perle fluoreszierende Mineralien untersucht werden, so dienen 4 mm-dicke Messingstiibchen mit einem aufgeliiteten rechteckigen Messingplattthen als Triiger, auf denen die Proben mittels Glaskitt befestigt werden; in Abb. 1 liegen zwei solche Probentrager P!Z’ rechts auf der Grundplatte GP. An Stelle des Glasstabes in der Haltevorrichtung H eingespannt, lassen sich diese Probentriiger so bewegen, dass selbst millimeterkleine fluoreszierende Stiickchen leicht in die richtige und zentrierte Stellung vor den Kondensor K, gebracht werden konnen. In Vorversuchen wurde die Rolle der &ichtstiirke de8 Kameraobjektives fur die Belichtungszeit erprobt. Wie zu erwarten, zeigten sich zwischen den &fnungsverhiiltnissen von 1: 1,5 bis 1: 4 keine Unterschiede in der Schwkzung bei gleicher Belichtungszeit, da das Strahlenbiindel durch die Austrittsiiffnung am kameraseitigen Ende des Spektroskopes ohnehin so eingeengt wird, dass es die volle Eintrittsiiffnung des Objektives gar nicht ausnutzen kann. Auch die Verwendung eines Kameraobjektives, dessen Linsenflachen mit dem - die Reflexe vermindernden und die Lichtst&rke erhiihenden T-Belag vergiitet waren (T-Sonnar 1: 1,6; f = 5 cm), brachte hier keine erkennbaren Vorteile. Zunehmende Abblendung des Objektives - erprobt am Contax-Sonnar 1: 2 und 1: 1,5 - fiihrt nur zu einer Beschneidung des Spektrums auf der kurzwelligen &site. Wilbrend ter8uchungen
196
Ferd. Soheminzky: Photographic des Fluorwaensspektrums
bei einer Abblendung auf 1: 2 die Wellenliingenskala auf dem Negativ (Objektivbrennweite 5 cm) noch nnverktirzt im ganzen Bereich von 390-760 rnp in einer Lzinge von etwa 16 mm zur Abbildnng kommt, wird sie bei 1: 2,8 auf 404 mp, bei 1: 4 schon auf 420 rnp verkiirzf; das langwellige Ende wird nicht beschnitten. Fiir die Praxis ist also beim vorliegenden Spektrographen ein Contaxobjektiv hoher Lichtstiirke keineswegs erforderlich, mit Rticksicht auf die unverkiirzte Abbildung der Wellenlangeneinteilung jedoch immerhin ein solches mit einem Gffnungsverhaltnis von 1: 2 bis 1: 3,5 empfehlenswert. Mit solchen Objektiven sind Belichtungszeiten van 20 bis 160 set fiir Natriumfluoridperlen mit 1O-8g U je Perle, von 15-30 min fur Natriumfiuoridperlen mit 10-S g U je Perle oder such fiir nur schwach fluoreszierende Mineralproben von Stecknadelkopfgriisse bei einem Aufnahmematerial von 21/10° DIN leicht zu erreichen. Die Contax ist bei dem hier besprochenen Spektrographen im allgemeinen nur zusammen mit dem PZattenadapter zu gebrauchen, in dessen Kassetten die mit der Zeiss-Ikon-Schneidelehre auf 3 x 4,5 cm zugeschnittenen photographischen Platten oder gleich grosse Filmstiicke mit Unterlage geschwiirzter Metallplattchen von 3 x 4,5 cm F&he eingelegt werden. Nur der Plattenadapter ermoglicht zwisahen jeder Aufnahme das Bild auf der Einsatzmattscheibe oder Einsatzklarscheibe zu kontrollieren und die kleinen Leuchter vor dem Spektroskopspalt so einzustellen, dass das Spektrum iiber seine ganze Hohe oder bei sehr kleinen fluoreszierenden Objekten (unter einem Millimeter) wenigstens im Bereich der Wellenlangenteilung gleichmiissig ausgeleuchtet wird (vergl. Abb. 4 E); ausserdem Bonnen die Aufnahmen sofort einzeln oder in kleinen Gruppen entwickelt und im Fae nicht richtig getroffener Belichtungszeit gleich wiederholt werden. Wollte man behelfsmiissig mit dem Filmband und den Filmkassetten, Patronen oder Tageslichtspulen arbeiten, so wird der Arbeitsgang kompliziert; nach der Einstellung bei geiiffneter Kamera auf einer Matt- oder Klarscheibe w&e dann der Film einzulegen, die Kamera zu schliessen, nach der Aufnahme der Film wieder riickzuspulen, die Kamera zur Einstellung eines neuen Objektes wieder zu iiffnen und beim spiiteren Wiedereinlegen des Filmes zu beachten, dass die bereits exponierten Bilder nicht nochmals belichtet werden. Besondere Sorgfalt isf auf die HelligkeitsangZeichung von Spektrmr und WeZbdtingc?ndaZa zu verwenden, da beide gleichzeitig und gleichlang auf die photographische Schicht eiuwirken; Unterbeliehtung der Wellenhingenteilung rerschlechtert durch zu schwa&e
schwacher
oder millimeterkleiner
Leuchter.
197
Striche und Zahlen ebenso die Genauigkeit der Ablesung wie uberbelichtung infolge der durch den Lichthof zu breit und verschwommen erscheinendenZeichen. Man passt daher die Betriebsspannung des SkaIenbXmpchensmit dem erwiihnten Vorschaltwiderstand der beabsichtigten Belichtungszeit an, wobei man in Vorversuchen fur das verwendete Aufnahmematerial und den gewahlten Entwickler die zu einigen Belichtungszeiten gehiirende Betriebsspannung fur richtige Schwarzung feststellt. Die Ergebnisse werden am beaten in einer Kurve mit logarithmischem Massstab fiir die Expositionsdauer dargestellt, aus welcher Kurve dann spater fur jede beabsichtigte Belichtungszeit die zugehorige Lampenspannung durch Interpolation entnommen werden kann. In Abb. 3 ist beispielsweise eine solmm 60 40
20 IO 5
set 60 CO
Abb. 3. Belichtungszeit flir die Wellenliingenskala in Abhiingigkeit von der Betriebsspannung des Skalenl%mpchens, giiltig ftir Agfa-Isopen-Ultra-Film bei Brenzketeohin-Entwicklung.
the Kurve fur Agfa-Isopan-Ultra-F und Brenzkatechin-Entwicklung (vgl. spater) wiedergegeben; die Kurve gilt such fur hiichstpanchromatisches Material urn 21/10° DIN anderer Herkunft, wenn die spektrale Empfindliohkeit bis etwa 680 my. reicht. Nur bei Auf-
198
Ferd.
Soheminzky:
Photographic
des Fluoreezenzepelttrums
m&men auf Farbfllm wird auf gleich lange Exposition von Spektrum und Wellenlilsgenakala verzichtet, worauf spiiter noch eingegangen wird. Die Entwieklnug der ~pektdaufnahmen erfolgt am beaten in v61liger Dunkelheit nach Zeit, wobei man sich fiir die kleinen Platten zweckmiissigerweise einen Triiger &us Zelluloid, Mipolam oder einem sonstigen Run&h= duroh Kleben oder Verschrauben zusammenbaut, in welchem 6 Platten, in Nuten nebeneinztnder stehend, untergebraaht werden k&men; der Tr&ger wird dann in einen kleinen Glasfrog mit dem Entwickler gestellt, von welchem man jedesmal etwa, 70-80 ocm braucht. Zum Fixieren kommt der Trliger mit den Platten nach Zwischenwiissenmg in einen Ghnlichen Trog mit dem Fixierbrtd. Aus einem Filmband heransgeschnittene Stiicke von 3 x 4,5 cm Griisse werden in die Nuten des Trilgers eusammen mit einer gleich grossen Glasplatte, der Filmriickseite aaliegend, eingeschoben, welche ein Durchbiegen der Filme und die gegenseitige Beriihrung sowie das Herausgleiten &us den Nuten beim Bewegen wiihrend der EntwickEin lgngeres Stiick des Filmbandes wird, wie lung verhindert. bekannt, in einer Kleinbildentwicklungsdose behandelt. In allen FIillen ist wiihrend der Entwicklung in Abstiinden von 20 bis 30 SeFast immer enthalten nSimlich die Spektralkunden zu bewegen. aufnahmen dicht nebeneinaader me&g und stark belichtete Stellen, z. B. dunkle Zonen und Linien oder Banden, an denen wenig oder vie1 Entwickler verbraucht wird; beim Fehlen einer durchmischenden Bewegung wiirde durch Diffusion unverbrauchten Entwicklers bezw. der Zersetzungsprodukte des verbrauchten Entwicklers in die Nachbarschaft eine gegenseitige Beinflussung der verschieden stark belichteten Stellen erfolgen. Dieser Nachbareffekt kann sich bei Kleinbild-Spek@laufnahmen, wenn man auf das Bewegen vergisst, besonders stiirend bemerkbar machen, da die verschieden stark belichteten Stellen bier, entsprechend dem kleinen Bild, sehr nahe beisommen liegen. Die WahZ de8 Entwicklers richtet sich danach, ob das Negstiv selbst zur Auswertung herangezogen werden und die Gradationskurve daher geradlinig bleiben soll (z. B. bei den Uranbestimmungen auf photometrischem Weg) oder ob - wegen des geringeren Belichtungsumfanges jedes Photopapieres die Helligkeitsunterschiede zur Gewinnung guter Positivbilder absichtlich auageglichen werden sollen (wie etwa beim qualitativen Vergleich der Spektren fluoreszierender Mineralproben). Fiir den letzteren Fall hat sich ein besonders ausgleichender Brenzk&echin-Entwickler nsch Windiech’* sehr bewiihrt. Die Vo;rratsl&mng besteht &us zwei Teilen: a enthtilt
schwacher
oder millimeterkleiner
Leuchter.
129
in 100 ccm destilliertem ode-r &usgekochtem Waaser 8 g Brenzkate&in und 2,5 g kristallisiertes N&riumsulfit, wii;hrend I3 eine lOOj/,ige Atznrttronlosung darstellt; auf unsere Troggriisse beim Entwickeln von je 6 Platten oder Filmstucken von 3 x 4,5 cm bezogen, wurden zum Gebrauch 76 ccm Wasser mit 1,7 ccm Lijsung A und 1 ccm Losung B gemischt. Dieser Entwickler wird immer nur eilzmal verwendet und daher stets frisch .zussmmengegossen; Entwicklungstemperatur 18OC, Entwicklungszeit 15 min. Obwohl streng genommen nur Aufnahmen, die xzLsammenim selben Entwickler und gleich Zang hervorgerufen wurden, miteinander vergleichbar sind, lassen sich doch such beliebige Negative &us einer grosseren Serie ohne weiteres zu einem Vergleich heranziehen, wenn immer wieder frischer Entwickler aus nicht zu alten Stammliisungen benutzt und die Entwicklungstemperatur ebenso wie die Entwicklungszeit genau eingehalten wurde. Zur Durchfiihrung einer 9’pelctralaufnahme werden vorbereitend die m-Stellung und volle offnung des Kamerzobjektives kontrolliert, ferner die Beleuchtungsl&mpe der WellenliQrgenteilung mit der zulOssigen hochsten Betriebsspsnmmg von 3,5 V eingeschaltet und die Spaltblende 8m Spektroskop auf 0,l bis 0,2 mm Breite geoffnet. Vor diesen Spalt bringt man hierauf eine Zwerg-Glimmlampe, deren rote Neonlinien ein gutes Testobjekt abgeben; sie erscheinen bei dieser Spaltbreite zwer nicht als Linien, sondern ala Banden, d&fur liisst sich ihre RandschSirfe gut einstellen, da - im Gegensatz zu einer engen Spaltblende - schon eine geringe Einstellungsiinderung zur Unschiirfe fiihrt. Die weiteren Handgriffe sind dann: 1) C)ffnen des Contax-Verschlusses in Stellung u I? Dund Offenhalten durch Verwendung eines Spezial-Drahtauslosers mit Mittelscheibe oder Klemmschraube; Einsetzen der Elorsoheibe. 2) Scharfeinetellen oder Scharfekontrolle der Wellenliingenskala und des Randes der Neonlinien mit einer mix&&ens IOfach, besser noch 2Ofach vergriissernden Lupe oder einem kleinen Mikroskop, die vorher fur das Auge des Beobachters auf einen Ritser in der zum Objektiv gerichteten Seite der Klarscheibe eingestellt worden waren. 3) Verengern der Spaltblende am Spektroskop auf 0,05 mm bei lichtschwathen Objekten oder auf 0.01 bis 0,03 mm bei lichtstarken bezw. bei Leuchtern mit ausgesprochenen Linien. 4) Falls die Stellung der Wellenliingenteilung zum Spektrum noch nicht kontrolliert ist oder Verdaoht einer Verstellung besteht: Ersatz des ZwergGlimmliimpchens duroh eine Natriumflamme (elektrisohe Natriumlampe, Gasoder Spiritusbrenner mit einem Koohsalzkrietall oder mit Kochsalzpulver in Platinose oder dergl. in der Flamme); die beim 5 cm-Objektiv nur einfach ersoheinende gelbe D-Linie muss auf den bei 520 mu nach unten verlangerten Strich der Wellenliingenskala fallen, wenn nioht, so ist die Skala mittels der Sohraube L% (Abb. 2) entsprechend zu verschieben. Diese Einstellung muss
200
Ferd.
Scheminzky:
Photographic
des Fluoreszenzapektrums
unbedingt auf einer Mottseheibe und darf nioht auf der Klarsoheibe durohgeftihrt werden, da im letzteren Fall die Koinzidenz von Skalenatrich 690 m,~ und Natriumlinie such von der Lage des Auges zur optisohen Aahse der Einstellupe abhiingt. 6) Quarzlampe und Kondensor R, so einstellen, dass auf einem etwa 1 cm vor dem Kondensor K, gehaltenen Papierstiiokahen und in der optischen A&se der Anordnung ein scharfes Bild des Quarzbrenners mit Durchmesser von einigen Millimetern ersoheint. 6) Perle oder die fluoreszierende Mineralprobe mit dem Triiger vor den Kondensor & bringen, Abstand und Zentrierung unter Kontrolle des Klarsoheibenbildes mit einer bloes 6- bie 6facb vergrbssernden Lupe so einstellen, dass ein miiglichst he&s, tiber seine g&se Breite oder zumindestens zu beiden Se&en der Wellenlingenteilung gleiehmliseig ausgeleuchtetes Spektrum erscheint (Abb. 4 D und E); Stellung der Quarzlampe oder des Kondensors Kg gegebenenfalls zur Erzielung griisserer Helligkeit verbessern. Bei Mineralproben mit uuregelmiissiger Oberlhtche hiingt die grosste Helligkeit bezw. die gleichmiissige Ausleuchtung des Spektrums such von der Neigung der Oberfliiche gegen die optische Achse der Anordnung ab, weshalb man versuchsweise such den Probentrager urn die Achse seines Stieles drehen muss. Bei sehr kleinen Leuohtern ist die riohtige Einstelhrng besonders sorgfiiltig vorzunehmen, weil bei ungenauer Zentrierung such das kurzwellige oder das langwellige Ende des Spektrums nioht oder nur unvollkommen dargestellt werden. 7) Belichtungszeit ftIr das Spektrum schtltaen, dazu passende Helligkeit der Wellenlangenteilung als Betriebsspannung einer Kurve nach Abb. 3 entnehmen und am Vorsohaltgeriit einstellen; Entfernen der Klarscheibe, Schliessen des Contax-Veraohluases, Einlegen der liohtempfindhchen Sohioht, Aufnahme. Bei unsioherer Beli~htungszeit stuft man die Expositionen in Reihenaufnahmen wie 1: 2 : 4 : 8 UBW.ab. Bei Asjnahnwn de7 8pekt~m azcj Farbjilm ergeben sich in der Aufnahmetechnik einige Abweiohungen. So muss vor allem die Beleuohtungslampe fiir die Wellenliingenteilung mit der h&oh&en zuhissigen Betriebsspannung von 3,6 V brennen, da sie bei Verwendung mit Unterspannung keine Weiss leuohtende, sondern nnr eine gelbe oder gar rote Skala liefern wifrde. Zu diesem Zweck liisst man das Lampchen im Beleucthtungsrohr nur w&rend eines Teiles der gesamten Beliohtungszeit ftir das Spektrum brennen und schaltet sie dann durch Unterbrechung im Lampenstromkreis aus; da dies eine erhiihte Aufmerksamkeit bei der Exposition voraussetzt, passt man zur Vereinfaohung der Technik bei Schwarz-Weiss-Aufnahmen die Lampenhelligkeit - wie frtiher beschrieben besser der Helligkeit des Spektrums fiir gleich lange Behchtung an. Beim Agfacolor-Tagesfilm* betrug die riohtige Beli~htungszeit fur die mit 3,6 V betriebene Skalenlampe rund 60 Sekunden. Eine zweite Abweiohung der Aufnahmetechnik mit Farbfilm besteht darin, dass man ohne Plattenadapter arbeitet und den Film wie iiblich einlegt, nach der Beli~htung aber wieder in die Patrone riiokspult, urn die Kamera fiIr die Einstellung eines anderen Objektes ijffnen zu ktinnen. Vorher darf man jedoch nioht auf das Einstmllen der Ziihlscheibe und auf das Notieren der Nummer des letzten Bildee vergessen, damit beim Wiedereinlegen *) Zur Aufnahme von Spektren wird stets ein Tugeslichtfilm beniitzt, weil die Farbe der Lichtquelle selbst wiederzugeben ist. Kunstlichtfilm ist nur zur Aufnahme von Gegenstiinden beztimmt, die von Kunstlieht belcuchtet werden.
echwacher oder millimeterkleiner
Leuchter.
201
night ein schon beliohtetes Film&tick noehmale exponiert wird. S&lie&i& darf man bei Reihenaufnahmen die Beliehtungss& ndu wie i : 3/P : B/4 : 27/S uew. abstufen, da der Farbfilm einen geringeren BelIahtungsspielraum aha die Sohichten fti Schwarz-Weiss-Aufnahmen be&&, die B$ichtunga&eiten daher nur urn jeweils tit)% veriindert werden d&fen; Jm Vergleiah xum Isopan-Ultrafitm sind die Beliehtungszeiten fiir den Agfaoolor-TagesliLhtfilm etwa 4mal Eager.
Abb. 4 zeigt einige Beispiele fiir die mit der beschriebenen Anordnung aufgenommenen Spektren and l&sat zugleich die Wichtigkeit einer weit ins Rot hiraein empfindZSen Aufnahmesckdcht erkennen. Haitinger 5 gibt nach C0wecsta.Z’ an, dass alle Uranverbindungen ein charakteristisches Fluoreszenzspektrum mit 6 bis 8 disk&en Banden im Gebiet von 630 und 470 my. liefern, von denen die Bande im Bereich von 530 und 500 my. am intensivsten ist. Auf Grund dieser Angaben wurden unsere Aufnahmen zuersf auf Isopan-F-Platten hergestellt, deren Empfindlichkeit bis zu 640 rnihreicht. Ala die Platten zu Ende waren, wurde Isopan-Ultra-Film mit einer Sensibilisierung bis 680 my. verwendet, wobei sich zeigte, dass iiber den von Hai%ger5 bezw. CoustaZ1 angegebenen Bereich hinaus no& e&neweitere Bande bei 670 bis 660 rn(Aexistiert (vgl. Abb. 4 B und C); such die Bande bei 635 mp, welche bei Aufnahmen auf Isopan F-Platten nur mehr im Negativ zart angedeutet ist, in der Kopie oder im Druck aber nicht mehr zum Vorschein kommt (Abb. 4 B), wird in der Photographie auf Isopan-Ultra-Film selbst noch im Positivabzug und im Druck sehr deutlich (Abb. 4 C). Die neu gefundene Bande bei 670 bis 660 my. tritt nicht bloss bei der Uranperle in Erscheinung (Abb. 4 C), sondern such bei fluoreszierenden Uranmineralien (Abb. 4 D und E), beim Schroeckingerit aus St. Joachimsthal im Positiv allerdings nur mehr angedeutet, im Negativ aber noch gut erkennbar. Auch Nichols und ~Zatierylo geben fur das Fluoreszenzspektrum des Urans im Natriumfluorid nur vier Banden im Bereich der Wellenliingen 634, 606, 577 und 557 m,v.an, haben also die hier beschriebene neue Bande nicht beobachtet; zweifellos hiingt dies mit der damals (1926) noch ungeniigenden Rotempfindlichkeit des Aufnahmemateriales zusammen. Hernegger und Karl&* fanden gegentiber der von Nichols und k%zttery lo ausdrucklich ala nur anniihernd angegebenen Bandenlage efwas andere Zahlen und zwar 626, 602, 557 und 555 ml*, bei Meerwasserproben ausserdem noch zwei schwache Banden bei 533 und 515 mp. Die beiden letzteren fanden wir such in unseren Fluoreszenzspektren der U-NaF-Perlen (deutlich in den Negativen, teilweise such in Abb. 4 B und C erkennbar), die aus einem von Hernegger uns freundlichst zur Verftigung gestellten Material angefertigt wurden. Unter Einbeziehung der hier neu beschriebenen Bande im dunklen Rot kommen daher dem Fluoreszenzspektrum
Pertl. Schemiurky:
Pbotographie
dee Fluoreeaensspektrums
NaF-Perle mit U-haltigem Mineral
NaF-Perle mit 104g u
NaF-Perle mit lo-ag u
Dskeit au8 Wyoming (U.S.A.)*
Schroeckingsrit aua St. Joachimsthal
Ahb.
4.
BeiNpieIe far Fluoreezensaufnahmen, aufgenommen mit dem Contax-8oektronraDhen. Photographiwhe Doten: Contax m’it So&a; 1: 2, f = 6 cm, voile C)ffnung; A 10 min. B 30 BBC, Breite dee Spektroekopspalti 0,OI mm; Beliohtungal;eiten: U 160 BBC,D 4 min, I# 48 tin. Die bier wiedergegebenen Poeitive sind gegeniiber - dem Negativ rund f3,Bfach vergrijesert. die Bedeutun hoher RotempDer Ver l&h von Spektrum 3 und 0 aei findlichkeit ftir die J?rfasaung aller c%arakteristisohen $ ea Aufnahmematerialen Banden; eine hier erstmala dargee@llte Bande im dunklen Rot bei 663 ml& ist nicht blase im gelben Fluotienslieht der Natrinmfluoridperle (Spektrum C), beetimmter Mineeondem auoh im gr@nen berw. bl& 8nen Fluoreesen&oht rale (Snektrum D und El enthalten. Y ei sehr kleinen. unter 1 Millimeter Griisse liege6ben Mine foben’ &in$ & &it -dem Co&x-Spektrographen zumindeetens urn die e&x&ngMekt& herum- dsa oharekteriati~he Spektrum darrustellen (Spektrum E).
?? ) Der Dakeit (aue der Sammlung von H. Haberbdt, Wien) und der Sohroeekingerit (aua der Sommlung von Th. u. d. Wtmus, Innsbruck), welche nach 8. How&& (Am&. l!&ixker&logiet 94, 317 [1989]) ala idente Minerale erkennt ektren ties, M ouoh dm #e&ho ;FSP6raesenzapelctrum; die Fluoreasenes dieter und anderer Uranmmeralien eollen hierorta gemeinsam mit I?. Ha gerEandt und F. Hemsgger beaproohen werden.
eahwaoher oder milE&terkleiner
Leuchtex.
203
der Uranperle sieben Banden eu, die sieh anniihernd urn folgende Wellenliingen gruppieren: 663 - 635 - 610 - 57’7 - 557 - 537 - 515 my.. Auch die Angabe von ZIati&ag~6, dass die grfine Bande zwischen 530 und 500 rnp $m intensivsten ist, bedarf nach den Bildern der Abb. 4 hinsichtlich der Uranperle einer Korrektur. D8ss in der Lrtge der charakteristischenBanden kleine Verschiebungen von P&pa& zu Priiparat a&&en, hangt z. T. mit dem jeweils anderen Anion zusammen (Ha&%ger6), z. T. aber such mit der chemischen Zusammensetzung der Grundsubstanz und deren Wassergehalt (Heb~&& und Hemegger*). Andererseits zeigt sich nach den zuletzt zitierten Autoren bei verschiedenen Vorkommen derselben uranhaltigen Minerctleim wesentlichen die gleiche Bandenposition, sodass die Fluoreszenz8nalyse in Verbindung mit der spektrographischen Untersuchung eiu wertvolles Hilfsmittel zur Erkenmmg und Identiilzierung uranhaltiger, im Ultraviolett gut leuchtender BIineraledarstellt; weiters l&satdie scharfe oder verwaschene Bandenbegrenzung -im Fluoreszenzspektrum einen Schluss zu, ob sich die untersuchten Minerale kristallisiert oder gelartig gebildet haben. Da sich die Aufnahmen von Fluoreszenzspektrenmit, der beschriebenen Anordnung z. T. einfacher und vor allem schneller als bizher durchfiihrenlassen, wird diese such mit Vorteil zur Liisung rein mineralogischer Fragestellungen, insbesondere bei Reihenaufnahmen, herangezogen werden kiinnen. Zoeammenf8ssung. Die fluoreszenz-spektrographischeUntersuchung ermiiglicht nicht bloss einen qualitativen Urannachweis kleinster Mengen dieses Elementes in WSissernverschiedener Herkunft oder in Mineralien, sondern nach Hemegger bezw. Hemegger und Earlik such eine quantitative Uranbestimmung bei photometrischer Auswertung der Spektralaufnahmen. Die mitunter schwaohe Fluoreszenz oder die Kleinheit hauilg vorliegender Proben haben bei den iibliohen Spektrographen allerdings unangenehm lange Belichtungszeiten zur Folge. Es wird deshalb der Ausbau eines bereits fruher vom Verf. entwikkelten Kleinbildspektrogxaphen mit der Contax und einem Handapektroskop zur Aufnahme von Fluoreszenzspektren beschrieben, welcher mit verh<nism&ssigkurzen Belichtungszeiten selbst von Objekten unter einem Bfillimeter Glriisse gute Spektralaufnahmen mit eingetragener Wellenliingenskala liefert; die Handhabung des
204
Ferd. Scheminzky: Photog&&
des Fluorcszeuzspekt~ums
Cl&h, KunstgMe bei den Aufnahmen und Hinweise iiber die Wahl dea Aufnahmeobjektives, die Entwicklung, die zweckmLssige Aufnahmeschicht und fiber Farbaufnahmen der Spektren werden mitgeteilt. Bei EriZrterung der das Fluoreszenzspektrum von Uranverbindungen charakferisierenden Banden wird gezeigt, dass eine neue bisher nicht bekannte Bande such bei efwa 663 my. nachzuweisen ist, die friiher wegen nicht. ausreichender Rotempfindlichkeit des A&ahmematerialez iibersehbn wurde. Im Spektrum der UranNatriumfluoridperle treten demnach sieba Banden auf. summary.
Fluorescence spectrography permits not only a qualitative determination of uranium, present in small quantities in waters of different ori-
gin or in minerals, but also a quantit,ative determination of uranium through photometry of the spectra. The occasional weak fluorescence or the frequently occurring minuteness of the specimens result in inconveniently long txposures with the usual spectrographs. Consequently, the author describes the construction of a miniature spectrograph which he had previously developed for use with a Contax camera and hand spectroscope for the photography of fluorescence spectra. This ipstrument produces good photographic spectra with superimposed wave-length scale with relatively short exposure times’even in the case of samples smaller than one mm. !l!hb author discusses the manipulation of this instrument, describea exposure devicea, and gives suggestions for the choice of an objective, the most suitable emulsions, development procedure, and color photographs. In his discussion of the bands characterizing the fluorescence spectrum of uranium compounds, he points out that there is a band at &bout 663 m,u which hats previously been overlooked on account of in&Went red sensitivity. Accordingly, the spectrum of U-NaF beads possesses sewn bands.
L’&ude du spectre de fluorescence permet non seulement l’identification qualitative des plus faibles traces d’uranium dans lea eaux de diverses provenances et les minerais, mais encore selon Rencegger et Herfwgg6r et KarZik km d&wmin&ion quantitative par photom&ie des raiez: La treS faible intensit4 du speetre de fluorescence ainsi que la petitezse des Bcbantillons obligent g&&alement de recourir B dea temps de pose ex@r&. On d&lit le montage ddj& r&is6 ant&ieurement par l’autenr qui permet avee l’aide d’un Contax et d’un spectroscope B main de r&liser des temps de poze relativexnent courts m?me aver des objets fluoreace& do& .la dimension q’ex&de pas un millim&re. Divers d&ails
schwacheroder millimeterkleiner Leuchter.
2Ob
concernant l’emploi de l’appareil, le choix des objectifs, le d&eloppement, la disposition de la couche fluorescente, ainsi que la photographie en couleurs, sont communiqu&. Une bande caract&istique nouvelle situ& vers 663 my. eat signal& dans le spectre de fluorescence des d&iv& d’uranium. Elle avait &happB & l’observation par suite de l’emploi de mat&iel photographique insuffisamment sensible dans le rouge. Le spectre de la perle de fiuorure de sodium et d’urane pr&ente ainsi se@ bandes.
Literatur. 1 Coustd, R.: Sur la luminescence permanente de certains sels d’uranium crista&&. C. r. Acad. Sci. Paris 187, 1139 (1928). - aDibtler, E., und E. Abraham&k: Zb. Min. etc. 1908, Abt. A, S. 201. - s Habe&m&, H.: iiber die sogenannten Radiobaryte von Teplitz und Karlsbad. Sitzungsber. Akad. Wiss. Wien, Math.-naturw. Kl., Abt. IIa, 147, 415 (1938). 4 Habedandt, H., ulzd F. Hemegger: Akad. Anz. C)ster.Akad. Wiss. Wien 1946, Nr. 13, S. 116. - 6 Haitinger, Y.: Die Fluoreszenzanalyse in der Mikrochemie. Wien und Leipzig, Verl. Heim 1937. - 6 Haitinger, M.: Mikrochemie 16,321 (1934-35). - 7 Hernegger, F.: Ane. Akad. Wiss. Wien, Math.-naturw. Kl. 1933,s. 15. - * Hemegger, F., wnd B. KarZik: Die quantitative Bestimmung sehr kleiner Uranmengen und der Urangehalt des Meerwassers. Sitzungsber. Akad. Wiss. Wien, Math.-naturw. Kl., Abt. IIa, 144, 217 (1935). - 9 Lahner, I.: Uran- und Thoriumbestimmungen an Kalken und Dolomiten und die Frage des radioaktiven Gleichgewichtes in diesen Gesteinen. Sitzungsber. Akad. Wiss. Wien, Math.-naturw Kl., Abt. IIa, 148, 149 (1939). - lo N&%028,E. L., zcndM. SZaiXery: J. Opt. Sot. 12, 449 (1926). - 11Bcheminsky, F., und L. Kramer: 8. ges. exp. Med. 111, 235 (1942). - l2 Windisch, H.: Die neue Photoschule. Harzburg, HeeringVerlag 1938.