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TUE GIFT OF
f hysics Üb,
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Das Selen.
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Das Selen
von
D£ Chr: Ries.
Mit 261 Abbildungen.
19 18
Jos. C. Hubers Verlag, Diessen vor München
Copyright 1918 by Jos. C. Huber, Diessen vor München.
Der Nachdruck einzelner Kapitel sowie Abschnitte
ist nur mit Einverständnis des Verlages gestattet.
Druck der Graph. Künstanstalt Jos. C. Huber
Diessen vor München
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Inhalt.
S«ito
A. Die Eigenschalten des Selens 9
f^' L Allgemeine Eigenschaften des Selens 10
IL Das Verhalten der drei Selenformen Seo, Sei, Sei gegen Wärme • . 21
m. Die Herstellang der Selenzellen 41
^ IV. Widerstand und LlchtempfiAdllchkelt des Selens 61
V. Einfloß der Spannung auf Leitf&higkeit und Lichtempfindlichkeit . 77
^^ VL Der Einfluß der Temperatur auf die Lichtempfindlichkeit . • . • 88
^ VIL Abhängigkeit der Lichtwirkung Ton der Stärke und Farbe des Lichtes 95
VnL Abhängigkeit der Leitfähigkeit und Lichtempf indUchkeit Tom Druck 127
IX. Die Trägheit des Selens 131
X. Der Einfluß Ton Verunreinigungen und Feuchtigkeit auf die Licht-
empfindliohkeit des Selens 147
XL NegaÜTe LichtempfindUchkeit 162
XIL SekundärstrOme, Gleichrichterwirkung, Wechselstromeffekt .... 173
XIIL Einfluß der unsichtbaren Strahlungen auf die elektrische Leitfähig-
keit des Selens 181
XrV. Thefmoelektrische Kraft und Wärmeleitfähigkeit des Selens . . .187
XV. Selenelemente 188
XVL Die lichtelektrische Zerstreuung am Selen 196
XVn. Die Ursache der Lichtempfindlichkeit des Selens 200
B. Die Anwendungen des Selens in der Elektrotechnik 219
L HilfsTorrichtungen:
a) Vorrichtungen cur Beseitigung der Trägheit und Inkonstanz ^
des Selens 220
b) Vorrichtungen cur Verstärkung des Lichteffektes (Relais,
Zwischen klisches) 227
IL Lichtmessung (Photometrie) 240
IIL Die Selenselle im Dienste der Astronomie • . . , 245
IV. Zeitbestimmung auf Tausendstel einer Sekunde 249
V. Optische Zählvorrichtung; Ersats der Briefmarke 254
VL Die Selenzelle Im Dienste der Photographie • . , 260
Vit Die Messung der Röntgenstrahlen 261
VIIL Automatische Signal- und Registrierapparate . 277
IX. Sortierung nach Farben 290
X. Prüfung der Qualität Ton Lampen 292
XI. Drahtlose Lichttelephonie ; 292
Xn. Photographie der Sprache; selbettatice Aufzeichnung Ton Gesprächen
und spAtere telephonlacheWleoergabe derselben; der sprechende
Film 301
Xni. Bllndenlesemaschlnen und LlchthOrer 307
XIV. Die elektrische Übertragung Ton Bildern und Zeichnungen . • . • 326
XV. Femsehen 339
C. Literaturübersicht 350
D. Verzeichnis der Autoren 375
E. Sachregister 377
— 7 —
Vorwort
Im Herbste 1008 wagte ich mich in die Öffentlichkeit mit
dem bescheidenen Büchlein „Die elektrischen Eigenschaften
und die Bedeutung 'des Selens für die Elektrotechnik'^, das trotz
des sehr engen Leserkreises, an den es gerichtet war, bereits
nach 4 Jahren eine wesentlich erweiterte Neubearbeitung er-
halten mußte (2. Aufl. 1913, Verlag Harrwitz, Berltn-Nikolas-
see). Nun hat die Selenforschung in den letzten Jahren einen
mächtigen Umfang angenommen, auch arbeitet man gegen-
wärtig mit besonderem Eifer an der Verwirklichung bedeuten-
der Probleme mittels der Selenzelle. Die große Zahl von
Anfragen und Anregungen, die in letzter Zeit teils über tech-
nische, teils über rein wissenschaftliche Fragen der Selen-
forschung an mich ergingen, hat mich zu. vorliegendem um-
fangreichen Wprke veranlaßt, das eine möglichst gründliche
Darstellung des gesamten Gebietes bringen soll. Möge das
Werk dazu beitragen, die verwickelten Vorgänge im Selen
weiter zu klären und den merkwürdigen Stoff in möglichst
großem Umfange dem Wohle der Menschheit dienstbar zu
machen.
München, im Januar 1918.
Dr. Chr. Ries.
— 9 —
A.
Die Eigensdiafien des Selens.
Schon ehe man das Wesen von Elektrizität und Licht*)
erkannt hatte, war man zu der Überzeugung gekommen, daß
zwischen beiden ein inniger Zusammenhang bestehen müsse.
Denn die experimentellen Porschungsresultate ergaben, daß
starke elektrische bezw. magnetische Felder auf einen Licht-
strahl einzuwirken vermögen (magnetooptische Erscheinungen)
und daß umgekehrt Lichtstrahlen imstande sind, elektrische
Vorgänge zu beeinflussen (iichtelektrische Erscheinungen).
!Daß ein kräftiges Magnetfeld, wie wir es klürch einen,
Elektromagneten erzeugen können, auf das Licht, wenn es ein
magnetisches Medium durchsetzt, eine Wirkung ausübt, war
schon seit Faraday bekannt (Paraday-Effekt 1845). Daß aber
ein Magnetfeld die Lichtquelle selbst zu beeinflussen vermag,
indem es gewisse Linien im Spektrum von leuchtenden Dämp-
fen in mehrere Linien spaltet, hat erst Zeemann beobacntet
(Zeeman-Effekt 1897). ^
Was die elektrischen Wirkungen des Lichtes betrifft, so
hat man zuerst im Jahre 1839 folgende Erscheinung entdeckt:
Belichtet man von zwei in einen Elektrolyt tauchenden Elek-
troden die eine, bo wird deren Potential verändert und es
entsteht ein elektrischer Strom (Becquereleffekt 1839). Der
gxoße deutsche Physiker Hertz beobachtete die überraschende
Erscheinimg, daß die Punkenentladung zwischen 2 Elektroden
erleichtert wird, wenn man die negative Elektrode, die Kathode,
mit «ultraviolettem Lichte bestrahlt (Hertzeffekt 1887). Noch
größeres Interesse bot die im gleichen Jahre gemachte Be-
obachtung, daß eine blanke Metallplatte eine ihr erteilte
negative Ladxmg unter dem Einflüsse des ultravioletten Lich-
tes verliert (Hallwachseffekt 1887). Eine der merkwürdigsten
Naturerscheinungen haben wir zweifellos in der Lichtemp-
findlichkeit derjenigen Körper, die ihren elektrischen Wider-
stand mit der Beleuchtungsstärke ändern und daher Hellig-
keitsunterschiede in Stromschwankungen umzusetzen gestat-
ten. Solche Körper machen es möglich, die allerfeinsten Ener-
*) „Blaktrixitat und Licht alt «UktroDisctaa Vorffftnffa« tob Dr. Chr. RIm, 1. Auf*
lac« 1918, Verlag Jos. C. Hubar in Diatsan ror MQncbaa.
— 10 —
gieändeningen, das Licht, zu praktischen Arbeitsleistungen
für den Menschen zu zwingen. Unter den hieher gehörigen
Stoffen ninunt das Selen weitaus den ersten Platz ein.
a
Da das Selen rasch wechselnde Lichteindrücke nicht bloß
nach ihrer Stärke, sondern in bestimmten Fällen auch nach
ihrer Farbe zu unterscheiden vermag, leistet es in gewisser
Beziehimg dasselbe wie imser Auge. Daher wird das Selen
vielfach als das elektrische Auge bezeichnet. Schon hat
die Lichtempfindlichkeit dieses wunderbaren Körpers die
herrlichsten Anwendimgen in kler Elektrotechnik gefunden,
während andere schwierige Probleme der Lösung entgegen-
gehen. Aber das Selen hat auch seine Fehler, deren Beseiti-
gung die größten Schwierigkeiten macht. Daher ist es Auf-
gabe des Konstrukteurs, die manigfachen Eigenschaften dieses
merkwürdigen Stoffes eingehend zu studieren, um denselben
in möglichst großem Umfange dem Wohle der Menschheit
dienstbar machen zu können.
I. Allgemeine Eigenschaften des Selens.
Das Selen (Se) ist ein chemisch einfacher Körper, ein
Element. Es wurde im Jahre 1817 von Berzelius (1)*) im Blei-
kammerschlamm der Schwefelsäurefabrik zu Gripsholm in
Schweden entdeckt. In der Natur ist das Selen weit verbreitet,
kommt aber nirgends in größeren Mengen vor. Im allge-
meinen findet es sich in Verbindung mit Metallen, besonders
mit Blei in Fonn von Selenblei, vielfach auch in einzelnen
Schwefelkiesen, in Begleitung mit Schwefel, mit dem es ver-
wandt ist. Hergestellt wird das Selen hauptsächlich als Neben-
produkt bei der Schwefelsäurefabrikation aus dem Bleikam-
merschlamm. Man behandelt den Schlamm mit Salpeter-
säure und verdampft die Lösung der gebildeten Selensälire
mit Salzsäure. Dieselbe geht dabei in selenige Säure über und
aus dieser wird durch schwefliche Säure rotes Selen gefällt.
Auf diesem Wege erhält man das Selen im amorphen Zustand
als rotes Pulver.
Schmilzt man das rote amorphe Selen, so ent-
steht eine schwarze spiegelnde Flüssigkeit, die bei rascher Ab-
kühlung zu einer schwarzglänzenden, glasigen Masse erstarrt.
Dieses schwarze amorphe Selen unterscheidet sich von
dem roten pulvrigen nur durch die Farbe. Denn man erhält
durch Pulverung des schwarzen Selens ein rotes Pulver und
umgekehrt durch Pressen des roten Selens ein schwarzes,
graphitglänzendes Präparat (Saunders 147, Schrott 258). Es
*) Dia in KUmm«rn tUb«Dd«Q Nummarn btzi«h«n sich auf di« in C folgend«
Litaraturttbarsicht.
— 11 —
handelt sich also bei dem roten und schwariben amor-
phen Selen um ein und dieselbe Modifikation.
Im Handel bekommen wir das Selen entweder als rotes Pulver,
zum Schutze gegen Feuchtigkeit luftdicht in ein Glas ver-
schlossen, oder in Form von schwarzen Stangen, Kugeln oder
Das amorphe schwarze Selen ist eine siegellackartige,
glasige Masse von schwarzglänzendem Aussehen; in dünnen
Schichten jedoch erscheint es im durchfallenden Lichte rubin-
rot. Seine Durchlässigkeit für einen großen Strahlenbereich
im Ultrarot ist ein äußeres Zeichen dafür, daß wir es mit
einem Nichtleiter der Elektrizität zu tun haben. Das amor*
phe Selen ist ein Isolator. Bei gewöhnlicher Tem-
peratur ist amorphes Selen in Schwefelkohlenstoff löslich
und zwar beträgt die Löslichkeit nach Marc (282) 0,065 g in
100 ccm Schwefelkohlenstoff.
Erhitzt man amorphes Selen langsam, so geht es ungefähr
bei 90^ in eine graue kristallinische Modifikation
über. Setzt man die Temperaturerhöhung langsam fort, so'
kann man eine allmähliche Parbenänderung des Selens be-
obachten, bis es bei 217 », nach Saunders (147) bei 220 o,
schnülzt imd in eine schwarze dickflüssige Masse übergeht.
Die Bildung des grauen kristallinischen Selens vollzieht sich
also bei Erhitzung auf 90— 217 ö. Das bei niedrigerer Tem-
peratur gewonnene Selen hat ein mattgraues Aussehen, aber
einen schwach rötlichen Schimmer und besteht, wie man
unter dem Mikroskop beobachten kann, aus runden Kömchen,
weshalb es auch leicht brüchig ist. Erhitzt man aber ein,
Präparat längere Zeit auf 200— 210 o, so schwindet es wesent-
lich, zeigt ein mehr verflochtenes Netzwerk, mehr längliche
Kristalle imd ein hellgraues metallartiges Aussehen. Diese
Selenform ist viel haltbarer und läßt sich sogar auf der Dreh-
bank bearbeiten. Das durch Erhitzungsprozesse entstehende
graukristallinische Selen besteht demnach aus zwei verschie-
denen Selenformen. Bei niedriger Erhitzungstemperatur ent-
hält ein Präparat nur die eine Selenart, während ein bei hoher
Temperatur erhaltenes Präparat ein Konglomerat aus den bei-
den Selenformen ist. Es gelingt selbst bei wochenlanger Er^
hitzung bis kurz vor den Schmelzpunkt nicht eine einheitliche
Selenform herzustellen. Fig. 1 zei^ uns ein Präparat von
Uljanin (98), welches bis 200 ^ im Sandbad erhitzt und dann
abgekühlt worden war. Die 2 Selenarten lassen sich leicht
imterscheiden. Das Präparat ist an den Rändern meist der
helleren Selenform gleich, gegen die Mitte sind aber Stücke
der anderen dunkleren Selenform eingewachsen. Die Kriställ-
chen der helleren Selenform sind sehr klein, gehören dem
hexagonal-rhoonboedrischen System an und sind mit dem
Tellur vollkommen isomorph. Daher erklärt sich auch der
Umstand, daß Selen als isomorphe Beimischxmg in den natür-
lich vorkommenden TellurkriBtallen gefunden wird (Muth-
mann 106).
Das durch einen Erhitzungsprozeß gewonnene graue kri-
stallinische Selen leitet den elektrischen Strom und zwar
wächst die Leitfähigkeit im allgemeinen mit der Höhe der
Erhitzungstemperatur und der Dauer der Erhitzung. Der spe-
zifische Widerstand dieser Selenmodifikat:on beträgt einige
Hunderttausend Ohm, ist also ziemlich beträchtlich. Die zwei
Selenformen des kristallinischen Selens, die wir vorbin schon
äußerlich durch die Farbe unterschieden, zeigen gegen den
elektrischen Strom ein ganz verschiedenartiges Verhalten. Die
bei tieferer Kristallisationstemperatur entstehende dunklere
Selenart leitet wie Kohle, d. h. ihr \Viderstand nimmt mit Tem-
peraturerhöhung ab; wir drUcken diese Tatsache künftighin
durch die Worte aus, der Temperaturkoeffizient des Wider-
standes sei negativ. Wir wollen diese Selenform mit Se, be-
zeichnen. Die bei höherer Kristallisationstemperatur erhaltene
Selenform dagegen leitet wie die Metalle, sie besitzt einen
positiven Temperaturko effizienten des Widerstandes und wird
als metallisches Selen oder kurz mit Se^ bezeichnet. Wir wer-
den die Entstehung dieser Selenformen und ihr Verhalten
gegen Wanne im nächsten Abschnitt ganz besonders ausführ-
lich behandeln. Über die Beobachmngen an sehr dünnen
Schichten kristallinischen Selens vergl. S. 50—58.
— 13 —
Geschmolzenes Selen siedet bei ca. 700 o. Beim Erhitzen
an der Luft verbrennt es mit bellblauer Flamme unter Ver-
breitung von Rettich|:eruch zu Selendioxyd. Geschmolzenes
Selen verhält sich zu Metallen,. Glas usw. wie V^asser zu einer
fettigen Oberfläche, indem es in Tröpfchen zusammenläuft.
Durch rasches Abkühlen geschmolzenen Selens erhält man
wieder die schwarze amorphe Modifikation. Dagegen kann
man diurch äußerst langsame Abkühlung und diurch eine kon-
stante Temperatur von 200 — 210^ aus dem geschmolzenen
Selen die graukristallinische Modifikation herstellen.
Brown (456, 459) soll es gelungen sein, aus geschmolzenem
Selen einzelne Kristalle metallischen Selens zu erhalten.
Das amorphe Selen wurde in eine Glasröhre gefüllt, die luft-
leer gepumpt und verschlossen wurde. Die Röhre wurde dann
Monate lang auf einer konstanten hohen Temperatur erhalten.
Dabei destillierte das amorphe Selen in Kristalle über, die
sich ian der oberen Schicht festsetzten. Brown erhielt bei
Erhitzung des geschmolzenen Selens auf 190 — 220^ C während
1 bis 2 Wochen nadeiförmige Kristalle des hexa-
gonalen Selens. Wtirde jedoch geschmolzenes Selen |bei
170^ während langer Zeit im Vakuum oder auch bei 190 ^
unter Atmosphärendruck erhitzt, so entstanden Lamellen-
kristalle des monoklinen Systems. Die Kristalle er-
reichten eine Länge von 1 bis 1,5 'cm; isie erwiesen sich in
ihrer ganzen Länge als lichtdurchlässig und zwar hatte das
durchgehende Licht meist intensive blaue oder rote oder
gelbe Färbung je nach der Dicke des Kristalles. Die Kristalle
zeigten im allgemeinen Doppelbrechung. Das Reflexionsver-
mögen der Lamellenkristalle war von 370 bis 800 ftfi konstant
(vergl. S. 17).
Graukristallinisches Selen erteilt dem Schwefelkohlenstoff
nach dem Grade der Reinheit eine verschiedene Färbung; es
ist {pm so weniger löslich, je reiner es ist, d. h. je weniger es
von einer der anderen Modifikationen enthält. Der Grad der
Löslichkeit in Schwefelkohlenstoff gibt uns Aufschluß darüber,
wieweit sich die Umwandlung des Selens in die graukristalli-
nische Form vollzogen hat Marc (282) hat für drei Präparate,
die luiter den gleichen Bedingungen geprüft wurden, folgende
Resultate erhalten. Untersucht wurden:
1. Selen, das 6—7 Stunden auf 180 <> ermtzt war,
2. S^len, das aus dem Schmelzfluß bei 200 ^ kristalli-
siert war,
3. Selen, das einmal rasch auf 140^ erhitzt war.
den zwei ersten Präparaten war der Schwefelkohlen-
stoff nach 48 Stunden völlig farblos und nach dem Abdestil-
lieren konnte keine wägbare Menge Selen gefunden werden,
— 14 —
80 dafi die Kristallisation offenbar vollständig war. Bei dem
dritten Präparat hatte sich der Schwefelkohlenstoff lichtgelb
gefärbt; kn Rückstand waren aber nur 0,4 mg Selen zu finden.
Dagegen scheint reines graukristallinisches Selen, das bei
gewöhnlicher Temperatur unlöslich ist, nach Versuchen von
Marc bei der Temperatur des siedenden Schwefelkohlenstoffes
eine gojxz merkbare Löslichkeit zu besitzen.
Auch auf chemischem Wege läßt sich das amorphe
Selen in andere Modifikationen überführen. In gewissen Lö-
sungsmitteln, namentlich in stickstoffhaltigen, wie Chinolin,
Anilin entsteht aus dem amorphen Selen die graukristallinische
Form (Mitscherlich 7, Saunders 147, Schrott 258). £s sollen
hier einige Resultate von Schrott näher angegeben werden.
Läßt man eine wässerige Lösung von Kaliumselenid an
der Luft stehen, so scheidet sich kristallinisches Selen in Form
schwarzer, graphitisch glänzender Kömer oder Blättchen mxs.
Diese wurden gewaschen, fein zerrieben, mit Schwefelkohlen-
stoff gekocht, um Spuren amorphen Selens zu entfernen und
im Vakuum über Chlorcalcium getrocknet. Zerrieben gaben
die Blättchen ein Pulver, welches sich fettig, ähnlich wie Gra-
phit, anfühlte und an allen Gegenständen, mit denen es in
Berührung kam, haften blieb. 'Das Pulver läßt sich gut pressen.
Die gepreßten Präparate sind im Bruche muschelig, feinkörnig,
von stahlgrauer Farbe, nehmen bei Bearbeitung mit der Feile
Metallglanz an und haben somit dasselbe Aussehen wie die
durch Erhitzung kristallinisch gemachte Modifikation. Es
zeigte sich aber, daß das aus Kaliumselenid kristal-
lisierte Selen bei gewöhnlicher Temperatur ein Nicht-
leiter war. ^
Rotes amorphes Selen wurde mit einer entsprechenden
Menge ChiiK>lin übergössen und bei ca. 20^ vierzehn Tage
lang unter häufigem Umschütteln, öfterem Reiben in einer
Reibschale und Zurückgießen in einen verschließbaren Glas-
kolben stehen gelassen. Es nahm während dieser Zeit eine
dunkle bramirote Farbe lan. Das Pulver wurde sorgfältig
gewaschen, im Vakuum Über Chlorcalcium getrocknet und
gepreßt. Die gepreßten Zylinder hatten große Festigkeit und
waren vollkommen homogen; die braunrote Farbe war ver-
schwimden, die Bruchfläche hatte eine hellgraue Farbe von
stahlartigem Aussehen, war sehr feinkörnig und nahm bei
Bearbeitung mit der Feile Metallglanz an, so daß sich das
Präparat äußerlich in nichts von der durch Erhitzung erhalte-
nen kristallinischen Modifikation unterschied. Das durch
Behandlung mit Chinolin gewonnene graukri-
stallinische Selen besitzt elektrische Leit-
fähigkeit; allerdings ist der spezifische Widerstand dieser
Selenart ziemlich hoch.
— 16 —
In anderen Lösungsmitteln (Schwefelkohlenstoff, Aceton,
Benzonitril) erfolgt eine Umwandlung des amorphen Selens
in eine rote kristallinische Modifikation. Schrott
(258) hat diese Selenform besonders genau untersucht; er
gewann dieselbe teils aus einer Lösung de^ schwajrzen amor-
phen Selens in Schwefelkohlenstoff, teils durch langes Stehen-
lassen des roten Selens in Schwefelkohlenstoff. Das aus
Schwefelkohljenstoff kristallisierte Selen bestand meistens aus
Mischkristallen izweier Kristallformen. Wurden die Kristalle
aufs feinste 'zerrieben, so zeigte das entstandene Pulver große
Ähnlichkeit mit dem roten amorphen Selen. Beim Pressen je-
doch behielt die Selenmasse die rote Farbe bei, der Bruch
war blätterig, der Zusammenhang wenig fest. Bei der Ober-
führung des roten amorphen Selens in rotes kristallinisches
wurde in folgender Weise verfahren: Rotes amorphes Selen
wurde mit Schwefelkohlenstoff übergössen und bei Zimmer-
temperatur imter öfterem Umschüttetn 14 Tage stehen ge-
lassen. Das anfänglich in der Flüssigkeit suspendierte Pulver
hatte im Laufe dieser Zeit eine viel kompaktere Form ange-
nommen tmd war "zu Boden gesunken. Im Pulver zeigten sich
glänzend rote Kristallblättchen, während die Farbe nicht we-
sentlich geändert war. Die ganze Masse wurde hierauf noch-
mals in einer Reibschale zerrieben, gewaschen, im Vakuum
über Chlorcalcium getrocknet und gepreßt. Beim Pressen
zeigte das Selen dasselbe Verhalten wie das aus Schwefel-
kohlenstoff kristallisierte. Die gepreßten Zylinder behielten
die rote Farbe bei, hatten im Bruche blätteriges Gefüge und
bröckelten leicht ab. Die* rote kristallinische Mo-
difikation erwies sich als Nichtleiter der Elek-
trizität, gleichgültig in welcher Weise sie gewonnen wurde.
Wird kristallinisches rotes Selen erhitzt, so schmilzt es
bei 144^, erstarrt dann wieder und verwandelt sich in grau-
kristallinisches Selen, das bei 21 QO flüssig ^wird (Coste 328).
Erhitzt man rotes kristallinisches Selen rasch, indem man es
in ein Luftbad von 200 <^ bringt, so schmelzen die Kristalle
und geben bei raschem Erkalten eine glasige Masse. Das grau-
kristallinische Selen, auch das aus SelenkaUum gewonnene,
dagegen verändert sich nicht, wenn es auf dieselbe Tempe-
ratur erhitzt wird (Mitscherlich 7).
Das graukristallinische Selen, das durch einen Erhitzungs-
prozeß oder durch Stehen in Chinolin gewonnen wird, hat
die merkwürdige Eigenschaft, daß sein elektrischer Widerstand
unter dem Einflüsse des Lichtes beträchtlich abnimmt. Dieser
wunderbaren Eigenschaft, die wir Lichtempfindlich-
keit nennen, verdax^kt das Selen seine Bedeutung für die
Elektxotechnik.
Das epe'zifische Gewicht des amorphen Selens ist
im Mittel 4,26 tmd izwar hat nach Schaffgotsch (6) das rote
— 16 -
amorphe Selen das gleiche spezifische Gewicht wie das
schwarze. Die Angaben über das spezifische .Gewicht des
kristallinischen Selens weichen natürlich je nach der Her-
stellung der untersuchten Präparate stark von einander ab;
es wurden Werte von 4,46—4,80 gefunden. Für metallisches
Selen, das durch längeres Erhitzen des amorphen Selens auf
200r— 215^ (erhalten wird, fand man allgemein den Wert 4,80
(Schaffgotsch 6, Coste 328, Kruyt 335 u.a.); tu dem gleichen
Wert gelangte^ Schaffgotsch (4) unä Kruyt (335) bei kristalli-
nischen Präparaten, die durch langsames Abkühlen geschmol-
zenen Selens erhalten worden waren. Dagegen fand Kruyt
für kristallinisches Selen, das nicht höher erhitzt worden
war als zum Kristallisieren nötig ist, ein geringeres spezifisches*
Gewicht und zwiar 4,5 — 4,6. Femer verwandelt äich nach
Kru3rt kristallinisches Selen vom spez. Gewicht 4,8 durch noch-
maliges Erhitzen auf 125^ in solches vom spezifischen Ge-
wicht 4,77. Mitscherlich (7) bestimmte das spez. Gewicht für
Selenkristalle, erhalten aus einer Lösung des Selens in Schwe-
felkohlenstoff, izu 4,46—4,51 bei 15 ^ C. Die etwas niedrigen
Werte erklärt er durch kleine Höhlungen in den Kristallen«
Das spez. Gewicht des aus einer Lösung von Selennatrium
kristallinisch ausgeschiedenen Selens beträgt nach Mitscher-
lich 4,76-4,79 bei 15 0. Für kristallinisches rotes Selen, fand
Coste (328) den Wert 4,45.
Die spezifische Wärme des kristallinischen Selens
beträgt nach Regnault (8) 0,0837, nach Neumann (10) 0,0860,
nach Bettendorf und WüUner (11) 0,08404—0,0953. Die Unter-
schiede erklären sich aus der Verschiedenheit der Präparate.
Den linearen Wärmeausdehnungskoeffizien-
ten bestimmte Fizeau (12) für amorphes Selen zu 0,0000368
bei 400, für kristallinisches zu 0,0000493 bei 20«. Spring (70)
findet bei kristallinischem Selen vom spez. Gewicht 4,7176
für den Ausdehnungskoeffizienten den Wert 0,0001478 bei
20 C, für kristallinisches Selen, das gepulvert und unter einem
Druck von 6000 Atm. gepreßt wurde, 0,0001307.
Die Absorption des kristallinischen Selens wurde von
Pfund (336) für den Wellenlängenbereich von 1000 bis ca«
400 fifi, also für die ultraroten bis violetten Strahlen bestimmt;
Comu (100) untersuchte die Absorption besonders im ultra-
violetten Gebiet. Zur Messung' des Absorptionsvermögens
verwendete Pfund sehr düime Schichten von 4,5 . 10~~* mm
Stärke, gleich Vio ^^ Wellenlänge des blauen Lichtes, die
durch Kathodenzerstäubung niedergeschlagen worden waren.
Die Selenschicht erschien im durchfallenden Lichte graubraun
tmd im reflektierten Lichte bleifarbig. Die Messung erfolgte in
üblicher Weise imter Verwendung des Spektrometers und
Radiomikrometers. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, steigt die
— 17 —
Absorption' von den ultraroten bis zu den violetten Strahlen
beständig an. Nach Comu ninunt die Absorption mit ab-
nehmender Wellenlänge im ultravioletten Gebiete noch wei-
« ter zu. Siehe auch Meier (335 a) über Absorption an Metallen.
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PiC 2.
Zur Untersuchung des Reflexionsvermögens stellte
Pfund (336) Spiegel aus metallischem Selen dadurch her, daß
er eine heifie Glasplatte fest auf ein Stück Selen aufpreßte
und dieses dann in den kristallinischen Zustand überführte.
Nach der Abkühlung löste sich die Selenschicht vollkommen
vom Glas und zeigte eüie ausgezeichnete bleifarbene ""Ober-
fläche. Das Reflexionsvennögen bestinunte Pfund in der
Weise, daß er das Verhältnis ^syrischen den Radiomikfonieter-
ausschlägen festiegte, wenn das Licht einmal von dem Selen-
spiegel, das andere Mal von einem Silberspiegel reflektiert
wurde. Der Einfallswinkel betrug da in beiden Fällen 5^.
Kennt man das Reflexionsvermögen des Silbers, so erhält
man ohne weiteres das wahre Reflexionsvermögen des Selens.
Die Reflexion wies, wie man aus Fig. 3 ersieht, von 1000—400
fifi keine größeren Unterschiede auf, bei ungefähr 600 hf^
trat ein Maximum ein. Dieses Resultat stimmt gut mit den
älteren Beobachtungen von Nutting (193) überein, der eben-
falls ein Maximimi der Reflexion in der Nähe von 600 |bt|ui, bei
ungefähr 500 fifi, fand (Fig. 4). Gegen den violetten Teil
des Spektrums fällt das Reflexionsvermögen langsam ab,
während sich im Ultraviolett diese Abnahme schneller fort-
setzt. Nach Foersterling und Fröederichsz (436a) ist das Re-
Dai Stltn.
— 18 —
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Fig. 3.
flezionsvemlögen praktisch konstant von 289 — 740 |uifi, wäh-
rend es bei größerer Wellenlänge variiert.
Der Brechungsindez des kristallinischen Selens be-
trägt nach Gripenberg (420) für X = 589 fifi (orange-gelbjTxa.
3,50.
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Fi«. 4.
- 19-
Kristallinisches Selen kann je nach der Herstellung sitark
porös sein (Bidwell 123, Weigel 235, Ries 383). Infolge der
Porosität absorbiert das kristallinische Selen Wasser und
okklndiert Gase.
Selen zeigt im dampfförmigen Zustand Fluoreszenz;
die Dämpfe fluoreszieren nur im überhitzten Zustande und
zwar im wesentlichen blau (Diestelmeier 418, 461, Steubing
430, Konen 422).
Ehrenhaft (500) hat küilzlich die Beobachtxmg gemacht,
daß Köiperchen mit etwa einem Milliontel Zentimeter Radius,
wie man sie z. B. bei Verdampfiuig von iMetaU im elektrischen
Lichtbogen erhält, von intensiven Lichtstrahlen je nach Ider
Natur des Körpers teils in der Richtung der Strahlen, teils
in entgegengesetzter Richtung fortgeführt werden. . Das Licht
hat also die Fähigkeit, die Körper xiach ihrer Art zu scheiden;
Ehrenhaft nennt diese Erscheinung Photophorese. Wäh-
rend Kügelchen aus Gold, Silber, Quecksilber in der
Richtimg des Lichtstrahles fortgeführt werden, bewegen sich
Körperchen aus Schwefel, Salpetersäure u. a. in entgegen-
gesetzter Bahn. Erstere werden deswegen als lichtpositiv,
letztere als lichtnegativ bezeichnet. Außerdem gibt es licht-
neutrale Körper, die vom Licht in ihrer Bewegung nicht
beeinflußt werden. Ein eigentümlicher Spelzialfall scheint nun
beim Selen vorzuliegen. Durch , Verdampfung im reinsten
Argongas hergestellte Seleokörperchen verhalten sich außer-
orentlich stark lichtnegativ; jedoch entsteht durch Verdampfen
bei höherer Temperatur eine Selensuspension, bei der Sich
einzelne Selenkörperchen orangeroter Farbe besondeirs inten-
siv lichtpositiv bewegen. Es scheint sich hier um eine allo-
trope Modifikation des Selens zu handeln, die sich lichtpositiv
verhält. Die Ursache der Photophorese ist zur Zeit noch un-
bekannt; vielleicht hängt sie mit der Emission von Elektrizi-
tätsträgem zusammen, worauf ich kürzlich hingewiesen
habe (511).
Zahlreiche Versuche haben ergeben, daß Verunreinigungen
und Feuchtigkeit des Selens die Ursache störender Erschei-
nungen sind; es ist daher auf die Reinigung und Trock-
nung des Selens besondere Sorgfalt zu verwenden. Als Ver-
unreinigungen des Selens kommen hauptsächlich Schwefel,
Quecksilber, Blei, Antimon, Wismut, Kupfer, Silber, Arsen,
selenigc Säure, Kieselsäure in Betracht. Die Reinigung ge-
schieht im allgemeinen in der Weise, daß man das Selen mit
Salpetersäure behandelt und xlie Lösung der gebildeten Selen-
säure mit Salzsäure verdampft. Dieselbe geht dabei in selenige
Säure über und aus dieser wird durch schweflige Säure das
Selen ausgefällt. Zur Trocknung bringt man das Selen ge-
pulvert im Exsikkator einige Tage über Phosphorpentozyd
oder behandelt es mit sauerstof freier trockener
— 20 —
R. Marc (282) hat auf die Reinigung und Trocknung des Selens
besondere Sorgfalt verwendet, um bei seinen Versuchen «u
eindeutigen klaren Resultaten •aai gelangen. Er beschreibt
sein Verfahren folgendermaßen : ,,Von dem bereits im Handel
sehr rein erhältlichen Selenimn praecipitatum Merck wurden
etwa 100 g löffelweise in siedende Salpetersäure — spezifisches
Gewicht 1,25 — eingetragen und dann so lange unter Um-
rühren erhitzt, bis vollständige Lösung erfolgt war und keine
Ausscheidiuig von braunen Dämpfen mehr stattfand. Nach
dem Erkalten wurde filtriert und die Lösung zur Trockene
gedampft. Die so erhaltene selenige Säure wurde in Wasser
gelöst, mit Salzsäure angesäuert und mit reiner wässeriger
schwefliger Säure, bei späteren Versuchen mit reinem schwef-
ligsaurem Alkali imd Salzsäure das Selen ausgefällt. N{un
wurde erhitzt, bis sich das Selen in Kltunpen zusammen-
geballt hatte, die Lösung abgegossen, durch Dekantieren ge-
waschen, getrocknet, ganz fein gepulvert und mit heißem Was-
ser an der Saugpumpe gewaschen, bis die Waschwasser keine
SOa'- oder Cl'-Reaktionen mehr gaben und beim Verdampfen
auf Platin keinen Rückstand hinterließen. Nach dem Trock-
nen bei 100^ wurde die feingepulverte Masse in einem Ver-
brennungsrohr aus einem Porzellanschiffchen in Portionen
von je 5 jjg^ im Kohlensäurestrom umsublimiert. Hierbei
legt sich der größte Teil des aus dem Schiffchen herausdestil-
lierten Selens iziemlich dicht hinter demselben nieder und
fließt dort "zu, Klumpen zusammen, während ein kleinerer
Teil durch das ganze Rohr mit fortgeführt wird und in Wasch»
flaschen mit Wasser aufgefangen werden kann. Nur der
erstere Teil wurde verwendet. Zum Loslösen des Selens
vom Glasrohr wird nach dem Erkalten nochmals auf 120^ er-
hitzt.. Das so erhaltene umdestillierte Selen wurde nun fein-
stens gepulvert auf 100^ erhitzt, um alles kristallinisch zu
machen, und nun dauernd ca. 24 Stunden mit Schwefelkohlen-
stoff am Rückflußkühler extrahiert. Hierbei werden die letz-
ten Reste etwa mit fortgerissenen Schwefels entfernt, während
der Verlust an Selen jnur sehr gering ist, da ja die kristallinische
Form fast unlöslich ist. Nim wurde noch mit frisch destil-
liertem Äther und Alkohol imd dann mit heißem Wasser und
darauf wieder zur Entfernung des letzteren mit Alkohol und
Äther an der Saugpumpe gründlich gewaschen und
schließlich im Vakuum getrocknet. Es zeigte sich jedoch,
daß das so erhaltene Selen selbst nach andauerndem Trocknen
den Geruch nach Schwefelkohlenstoff schwach beibehielt. Ob-
gleich nun nicht !zu vermuten war, daß Üie Mengen des in
irgendeiner Form zurückgehaltenen Schwefelkohlenstoffes
wesentlich sein könnten, so wurde dennoch die Eictraktion mit
letzterem aufgegeben. Es zeigte sich, daß die Präparate auch
ohne diese Extraktion schwefelfrei wurden. Femer stellte
— 21 —
sich heraus, daß die mit Wasser, Alkohol und Äther gewasche-
nen Proben sich an der Luft recht bedeutend, aber auch im
Vakuiun des Exsikkators noch merklich oxydierten, und es
wird später dargetan werden, daß diese Oxydspuren großen
Einfluß besitzen. . Es ließ sich aber durch Umdestillieren im
COj-Strom das Oxyd leicht entfernen, da es flüchtiger ist als
das Selen, und es wurde deshalb bei späteren Versuchen un-
mittelbar vor jeder Messung die geringe zu derselben erfor-
derliche Menge nochmals im Kohlensäurestrom umsublimiert.
War das Ausgangsmaterial für die Darstellung reinen Selens
weniger rein, so ging der Auflösung in Salpetersäure eine erst-
malige Umsublimation im COg-Strom voraus. Sodann wurde
die selenige Säure mit Ba(OH)2 versetzt, um etwaige Schwefel-
säure zu fällen, filtriert, eingedampft und nach 'dem Trocknen
im Sauerstoffstrom so oft umsublimiert, bis sie absolut weiß
war und schließlich das aus derselben erhaltene Selen nach
der Reinigung' mit Wasser usw. vor den jedesmaligen Ver-
suchen, wie oben beschrieben, nochmals im COg-Strom um-
sublimiert.**
n. Das Verhalten der Selenformen
Seo» Sei, Sea gegen Wärme.
Hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit teilen wir das
Selen in drei Formen. Scq, Se^ und Se2 ein. Die Selenform
SeQ ist ein' Nichtleiter der Elektrizität; sie umfaßt das
amorphe schwarze und !rote Sel^, das rote kristallinische
Selen tmd 'das aus Kaliiunselenid kristallisierte graue Selen.
Die Selenformen Se^ und Se2 sind Elektrizitätßlei-
ter; zu ihnen gehört das durch Erhitzungsprosesse und das
durch Behandlung mit Chinolin gewonnene graukristallinische
Selen. Für technische Zwecke haben fast nur die Selenformen
Se^ und Se^ Bedeutung; wir wollen uns im folg'enden mit ihrer
Herstellung aus der Seleaiform SeQ und mit ihrem merkwür-
digen Verhalten gegen Wärme eingehend beschäft'gen.
Erwärmt man schwarzes amorphes Selen recht langsam,
so Erweicht es in der Gegend von 50 — 60 ^ C. Die mikrosko-
pische Untersuchung von dünnen Selenschichten ergab, daß
in der durchsichtigen Masse bei 60^ kleine schwarze Fasern
entstehen tmd daß mit Temperatursteigerung deren Zahl zu-
nimmt (Pochettino 338). In der Gegend von 90^ C beginnt das
Selen tmter starker Wärmeentwicklung zu einer mattgrauen
kristallinischen Masse zu erstarren« Die Kristallisations-
temperatur, d. h. die Temperatur, bei der die Kristalli-
sation einsetzt, hängt von der Geschwindigkeit der Erhitzung
und der Reinheit des Selens ab. Je schneller die Temperatur
— 22 —
erhöht wird, um so hiöher liegt die Kristallisationstemperatur«
Die Reinheit des Selens ist nicht bloft auf die Lage der Kri-
stallisationstempefatur, sondern auch auf die Kristallisations-
geschwindigkeit von Einfluß. Je reiner das Material,
desto tiefer liegt die Kristallisationstemperatur und desto
schneller geht die Kristallisation vor sich (Marc 282).
Recht reine Präparate kristallisieren bereits kurz vor 100^ C
innerhalb weniger Minuten, während unreine Präparate selbst
bei wesentlich höherer Temperatur erst nach längereir Zeit
ii^ die kristallinisch^ Modifikation übergehen. So hat Marc
an ganz reinen Selenpräparaten schon bei einer nur 1/2 his 2
Minuten dauernden Erhitzung auf ca. 100^ vollständige Kristal-
lisation erzielt, während käufliches Stangenselen erst bei 160^
zu kristallisieren begann und nach Verlauf von 50 Minuten
völlig kristallisiert war.
Die Kristallisation des Selens geht unter bedeutender
Wärmeentwicklung vor sich. Die Größe der Wärme-
entwicklimg und die Heftigkeit des Vorganges zeigt uns deut-
lich ein Versuch von Regnault (8). Dieser hat Selen in einem
Bad von 100<> erhitzt; dabei entwickelte es plötzlich bei 93
eine solche Wärmemenge, daß seine Temperatur auf 214 ^ stieg.
Die direkt entwickelte Wärmemenge beim Übergang des amor-
phen Selens in die kristallinische Modifikation, die sogenannte
Kristallisationswärme, beträgt nach Regnault 11,8, nach Peter-
sen 14,3 K. (8, 113). Nach dem Einsetzen der Kristallisation
steigert sich also die Temperatur infolge der int Selen ent-
wickelten Wärmemenge explosionsartig, so daß die Selenmasse
unter Umständen zum Schmelzen kommt, wenA nicht rasch
genug Wärme an die Umgebung abgeführt wird. Tatsächlich
kaim man denn auch armprphes Selen zum Schmelzen bringen,
ohne daß Kristallisation eintritt, wenn man es genügend rasch
erwärmt.
Über die Wärmeentwicklung während der Kristallisation
hat Marc (282) sehr interessante Versuche gemacht. Er brachte
ein Röhrchen mit Selen in ein Kupfergranalienbad, das sehr
gleichmäßig imd langsam erwärmt wurde. Der Temperatur-
unterschied zwischen Selen und Bad wurde dadurch gemessen,
daß die eine Lötstelle eines Thermoelementes in die Selen-
masse, die andere in das Kupfergranalienbad eintauchte. Es
wurden mehrere Versuche mit verschiedener Erhitzungsge-
schwindigkeit angestellt. Die dabei auftretenden Wärmetönun-
gen sind aus Fig. 5 ersichtlich. Auf der Abszisse sind die Tem-
peraturen, auf der Ordinate die Differenzen Selentemperatulr
— Badetemperatur, ausgedrückt in Skalenteilen der Galvano-
'meterausschläge, aufgetragen. Kurve I zeigt uns das Verhalten
bei langsamem Erwärmen in 6 Stunden 25 Minuten von 20^
bis zum Schmelzpunkt, Kurve II bei raschem Erwärmen in
2 Stunden, Kurve III das letzte Stück leiner außerordentlich
— 23 —
langsam erwärmten Probe. Die Kurve I für langsames Erhit-
zen weist ein plötzliches Ansteigen, bei ca. 90 ^ und ein Maxi-
mum bei 100^ auf; bei 195^ biegt die Kurve nochmals aus und
erreicht ein Maximum bei 210 o. Bei ra9cberem . Erwärmen
tritt das 1. Maximum erst bei einer um ca. 30 ^ höheren, Tem-'
peratur ein. Das 2. Maximum scheint recht konstant zu sein,
denn es liegt in allen drei Fällen bei der gleiche^ Temperatur.
Fig. 5.
Es findet also nicht bloß beim Eintreten der Kristallisation^
sondern auch kurz vor dem Schmelzpunkt bei 200 bis 210^ C
eine größere Wärmeabgabe statt. Die zweimalige yer-
schiedene Wärmeabgabe ist ein Zeichen dafür,
daß hier zwei Umwandlungen vor sich gehen.
Das erste Maximum entspricht dem Übergang der amorphen
Selenform in die kristallinische. Daß diese Form aber nicht
die stabilste ist, zeigt das 2. Maximum, das einer Umwand-
limg in eine beständigere Form entspricht. Die 2. Umwand-
Itmg vollzieht sich nur ganz allmählich, sie kann erst nach
einer Erhitzungszeit von vielen Tagen als annähernd voll-
ständig angesehen werden« Erhitzt man Selen, das auf 210 ^
erwärmt und dann gekühlt worden war, nochmals gegen 210 o,
— 24 —
»o läAt sich die erste Umwandlung nicht mehr, wohl aber die
sweite feststellen, ein Zeichen, daß diese nur allmählich voi
sich geht (Pochettino 338). Alle Versuche zeigen, daß bei
paschen Temperaturveränderungen Wttrmevojrgänge nicht rich-
tig übersehen werden können, da das Selen große Neigung
zu Oberschreitungen und Unterkühlungen hat. Es empfiehlt
sich daher in| allen Fällen langsam zu erwärmen.
Nach Pochettino (338) ist die Temperatur, bei der die
2. Umwandlung eintritt^ unabhängig von der Erhitzungsge-
schwindigkeit; sie betrug in allen Fällen 204 — 206^, was mit
den Versuchen von Marc gut übereinstimmt. Ich (315) habe
gefunden, daß die bei den beiden Umwandlungen eintretende
Wärmeabgabe mit einer Feuchtigkeitsabgabe verbunden ist.
Die von Marc durch Wämxetönungen gefundenen 2 Selen-
formen der graukristallinischen Modifikation sind offenbar die
gleichen, die wir oben (S. 11) schon an ihi^em verschieden-
artigen Aussehen erkannt haben. Besonders charakteristisch
aber für die beiden Selenformen ist ihre verschiedene Leit-
fähigkeit für den elektrischen Strom.
Da der spezifische Widerstand des graukristallischen Se-
lens sehr hoch ist, muß man zu den Untersuchungen über
elektrische Leitfähigkeit möglichst dünne Selenschichten ver-
wenden. Man schmilzt daher das Selen entweder zwischen
2 Drähten, die in geringer Entfernung zu einander parallel
laufen, oder zwischen 2 Metallplatten ein. Zwischen diesen
beiden Elektroden läßt man dann den elektrischen Strom durch
die dünne Selenschicht übergehen.
Erhitzt man ein derartiges Selenpräparat aus amorphem
Selen in einem Luft- oder Ölbad, so beobachtet man von Zim-
mertemperatur bis 60^ keine Spur von Leitfähigkeit (Selen-
form Se^). Von 60^ an läßt sich einö geringe Leitfähigkeit
feststellen, die bis in die Gegend von 00 noch scliwach zu-
nimmt. Nimmt man ein auf 60— 90*^ erwärmtes Präparat aus
dem Bad heraus und kühlt es ab, so besitzt es das schwarze
Aussehen des amorphen Selens und zeigt keine Spur von
Leitfähigkeit mehr. Setzt man die Erhitzung über 90^ fort,
dann beginnt das amorphe Selen in die mattgraue kristallini-
sche Modifikation überzugehen; damit nimmt auch die Leit-
fähigkeit weit schneller zu als vorher. Wird jetzt das Selen-
präparat aus dem Bade genommen und gekühlt, so verrin-
gert sich zwar die Leitfähigkeit, aber das Selen bleibt nun auch
im abgekühlten Zustande leitend. Von ca. 1250 an beginnt
das Leitvermögen stärker anzusteigen, nimmt dann mit Tem-
peraturerhöhung immer größere Werte an und erreicht schließ-
lich in der Nähe des Schmelzpunktes bei 217 o das Maximum
der Leitfähigkeit, um mit dem Ein^treten des Schmelzens rasch
abzufallen. Jenseits des Schmelzpunktes nimmt die Leitfähigkeit
— 26 -^
bis g^en 250^ »ach' weiter ab, erholt sich aber nachher wieder
lansfsam. Fig. 6 gibt ein Bild der Leitfähigkeitszunahme vom
JSintritt der Kristallisation bis gegen 200 <^ bei langsamer Er-
hitzung.
Fig. 6.
Selenpräparate, die nur auf niedrige Temperaturen (100
bis ITO^X^^^i^^ wurden, zeigen nach der Abkühlung bei Zim-
mertemperatur beträchtlichen Widerstand. Der Tempera-
turkoeffizient des Widerstandes dieser Selen-
form, die wir mit Se^ bezeichnen wollen, istnega-
t i V d. h. der W^iderstand nimmt mit Temperaturerhöhung wie
bei der Kohle beständig ab. Die geringe Leitfähigkeit läßt sich
durch Verunreinigimg des Selens wesentlich steigern. Marc
behauptet nun, daß das Selen der Form Se^ nicht nur eine
geringe, sondern praktisch gar keine Leitfähigkeit besitzt und
daß die Leitfähigkeit dieser Form auf Verunreinigungen durch
geringe Mengen Selendioxyd zurückzuführen ist. Als nämlich
das Selen in einem von Sauerstoff befreiten trockenen Kohlen-
säurestpom präpariert und iptersucht wutde, zeigte es fast
gar keine Leitfähigkeit mehr, während es duvch geringen Zu-
satz eines £lektrol3rten recht gute Leitfähigkeit erhielt. Mit
dieser Behauptung, die auch Bidwell (84, 123) aufstellte,
ging nun Marc offenbar etwas zu weit. Tatsächlich
besitzt die Selenform Se^ elektrische Leitfähigkeit, die
bei niedrigerer Erhitzungstemperatur allerdings gering ist,
mit der Erhöhung der Erhitzungstemperatur aber zunimmt^
— 26 —
Wird ein Selenpräparat auf 180— 2000C erhitxt, so wächst
die Leitfähigkeit rasch. Hält man die Temperatur längere Zeit
konstant, so erfolgt eine weitere Zunahme der Leitfähigkeit
und zwar steigt diese erst rasch,, dann immer langsamer bis
2;u eipiem Maximum an. Dieses Maximum wird umso früher
erreicht, je höher die konstante Erhitzungsteniperatur ist. Bei
einer Temperatur von 21 0^ ist der Vorgang in 12 bis 24 Stun-
den, bei 180 ö dagegen erst in drei Tagen beendet (Marc 282).
War ein Selenpräparat auf einer Temperatur von mehr
als 200^ solange gehalten worden, bis die Leitfähigkeit
ihr Maximum erreicht hatte, so steigt dessen Leitfähig-
keit bedeutend an, wenn man es rasch auf Zimmertemperatur
abkühlt. Fig. 7 zeigt die Leitfähigkeitszunahme eines auf
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Fig 7.
2\Q^ erhitzten Präparates von Marc (282), das in 12 Minutexi
auf 92 abgekühlt wurde.. Die Zunahme der Leitfähigkeit
bei der Abkühlung ist ein Beweis dafür, daß wir es hier mit
einem Metall zu tun haben. Leider behält di|s Präparat bei
— 27 —
Zimmertemperatur diese hohe Leitfähigkeit nicht bei, viel-
mehr sinkt ditee schon kurz nach der Abkühlung erst rasch,
dann langsam atif einen niedrigeren Wert herab. Die Zeit,
innerhalb der dieses Minimum der Leitfähigkeit erreicht wird,
ist je nach dem Erhitzungsproxefi und der Reixiheit des Selens
verschieden. Fig. 8 gibt uns ein Bild von der Leitfähigkeits-
abnahme eines rasch gekühlten Präparates, wie ich sie inner«
halb 24 Stunden nach der Kühlung beobachtet habe. Im all-
KM^BBWia^Ba wim^mm^mmmmm mmmmi^^^mmr^ «^bm^hmm BM^i^aM^iM ^^m^^^^k ^mm.^^^^ ^^mmmm^^
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Fig. 8.
gemeinen nimmt ein derartig behandeltes Präparat innerhalb
einer Woche eine annähernd konstante Leitfähigkeit an. £s
ist aber nicht ausgeschlossen, daß im Laufe von Wochen
und Monaten infolge innerer Umlageiungen im Selen noch
weitere Änderungen der Leitfähigkeit bezw. des Widerstandes
sich ^zeigen (S. 34).
Ein Selenpräparat, das auf 200—2150 C bis zur Erreichung
der maximalen Leitfähigkeit erhitzt und dann rasch gekühlt
wurde, besitzt einen positiven Temperaturkoeffi-
zienten des Widerstandes d. h. sein Widerstand nimmt
mit Erwärmung beständig zu; es vexbSLlt sich also wie ein
Metall. Wir wollen daher im folgenden diese Selenform als
metallisches Selen oder Se2 bezeichnen.
Die beiden Selenformen Se^ und Seg des graukristallini-
schen Selens, die sich schon bei dem Erhitzungsprozeß durch
Wärmeabgabe bemerkbar machen, unterscheiden sich also
nicht bloß äußerlich durch ihr Aussehen, sondern auch
durch ihre verschiedenartige elektrische Leitfähigkeit. Es
— 28 —
gelingt indes nicht leicht, die Selenform Se2 rein darzustellen,
wie die folgenden Ausführungen zeigen werden.
Setzt man den Erhitzungsprozefi auf 200— 210 ^ nicht bis
zur vollständigen Erreichung der maximalen Leitfähigkeit fort
und kühlt man nicht rasch genug ab, so zeigen die Selenprä-
parate bei der Abkühlung \md bei Zimmertemperatur recht
verschiedenartige Leitfähigkeit. Wird z. B. das Maximum
der Leitfähigkeit erreicht, aber nicht rasch genug gekühlt,
so findet nur eine mäßige Zunahme der Leitfähigkeit infolge
der Abkühlung statt. Kühlt man aber ganz langsam, so tritt
während der Abkühlung erst eine Zunahme, dann eine Ab-
nahme der Leitfähigkeit ein. Stellt man die Leitfähigkeits-
änderungen während der Abkühlimg diuch eine Kurve dar,
^ ^ 60- 9o ^M ^za Wtr -ü^ ^g^ Sf^
Fig. 9.
so weist diese eiif Maximum auf. Diese Lage des Maximums
wechselt mit der Geschwindigkeit der Abkühltmg. Große
Unregelmäßigkeiten treten auf, wenn währwid des Erhitzyngs-
prozesses die maximale Leitfähigkeit gar nicht erreicht war
und langsam abgekühlt wird; in diesem Falle zeigen die Ab-
kühlungskurven Maxima \md Minima in verschiedenen Lagen;
es wechseln also 'dann positive und negative Temperatur-
koeffizienten des Widerstandes innerhalb gewisser Tempe-
raturbereiche mit einander ab. Die Fig. 9—11 veranschaulichen
die V^iderstandsänderungen von Präparaten, die nach dem
Erhitzungsprozeß langsam gekühlt wurden, nach Beobach-
tungen von Schrott (258). Fig. Q zeigt uns das Verhalten eines
Präparates, das 5 Stunden auf 210— 215 ^C gehalten worden
\
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V ¥ö
9f 489 4W 44m
Fif. 10.
war, bei langsamer Kühlung. Die Widerstandskurve weist
bei 185 ein Maximum, bei 120 ^ ein Minimum auf; im Bereiche
von 185 — 120 ^C herab war also der Temperaturkoeffizient des
Widerstandes positiv, sonst negativ. Das zweite Präparat,
jdas bis 210^ erhitzt worden war, besaß einen positiven Tem-
peraturkoeffizient^i des Widerstandes zwischen 140 und 100 ^
(Fig. 10). Ein drittes Präparat, das nur kurze Zeit auf 200
bis 215 gehalten worden war, zeigte nur zwischen 50 und"
300 C metallisches Verhalten (Fig. 11).
Erwärmt man derartige Präpairate einige Zeit nach der
Herstellung noch einmal langsam auf ca. 210 o, so liegen bei
der darauf folgenden langsamen Abkühlung die Maxima des
Widerstandes bei tieferen Temperaturen als bei der Erwär-
mung. Fig. 12 veranschaulicht das Verhalten eines Präpa-
rates von Schrott (258) bei zweimaliger Erwärmimg und Ab-
kühlung. Beide Male zeigte sich bei Erwärmung ein posi-
tiver Temperaturkoeffizient des Widerstandes bis 130 ^ C, wäh-
rend bei Abkühlimg dieser Umkehrpunkt erst bei 90 ^ C eintrat.
Auch die absoluten Werte des Widerstandes differierten be-
trächtlich von einander. Ein genaues Zusammenfallen der
Erwärmungs- und Abkühlungskurve kann nicht erwartet wer-
den, da infolge der nochmaligen Erwärmung neuerdings in-
— ao —
nere Umlageningen im Selen stattfinden, so daß der Zustand
des Selens während der Erwärmung ein anderer ist als bei der
folgenden Kühlung. Dazu kommt, daß die wahre Temperatur
des Selens mit der beobachteten sehr schlecht übereinstimmt,
wenn die Temperaturänderung nicht ganz langsam vor sich
geht; Will man einigermaßen zuverlässige Resultate -erhalten,
so ist nicht bloß eine äußerst langsame Temperatur änderung,
sondern auch längeres Konstanthalten auf jeder Beobachtungs-
temperatur nötig, da das Selen zu Überhitzungen und Unter-
kühlungen große Neigung hat. Ganz allgemein können wir
feststellen,, daß die Wendepimkte bei der Abkühlung niedriger
liegen als bei der vorausgegangenen Erwärmimg.
Von großem Einfluß auf den Temperaturkoeffizienten
des Widerstandes sind Verunreinigungen des Selens,
insbesondere Feuchtigkeit und Metallzusätze. Auch
erteilen beide dem 3elen eine wesentlich höhere Leitfähig-
keit. Wir wollen zuerst den Einfluß der Feuchtigkeit be-
trachten.
Erwärmt man ein ieimorphes Selenpräparat aus reinem,
recht trockenem Material von Zimmertemperatur recht lang-
sam gegen den Schmelzpimkt, so ^ixnmt ^ in der Gegend von
90 mit dem Übergang in die kristallinische Form elektrische
Leitfähigkeit an, die mit Temperaturzunahme ungefähr in der
aus Fig. 6 ersichtlichen Weise anwächst. Hält man die Tem-
TT'W
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p <M < r^ f ■i i^/i i ^" ^*^ ^ifU^JU€^ ff.
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10 20 SO 40 50 00 1p fO 40 100 iiO 120 OO •40 t$0 i60 110 l30 AQ ZOQWÜS
Temp«raturan in C«lslu3 .
Pif, 12.
peratur einige Minuten konstant, so macht sich fortgesetzt eine
Lreitfähigkeitsirunahme bemerkbar. Ganz anders verhält sich
feuchtes Selen. Dieses zeigt bei Konstanthalten d^r Tempe-
ratur innerhalb gewisser Temperatuirbeteiche imd zwar zwi-
schen 110 und 1300 C und 200—2170 C eine Leitfähigkeitsab-
nahme (Siemens 26, Ries 171, Marc 282). Die Erscheinung
beruht auf einer Verdampfung von Feuchtigkeit. Da letztere
dem Selen eine höhere Leitfähigkeit erteilt, als ihm eigentlich
zukommt, bedeutet natürlich jeder Verlust an Feuchtigkeit
zugleich eine Leitfähigkeitsabnahme (Bidwell 77, Marc 282,
Ries 316). Man kann sich von der Richtigkeit dieser Erklärung
dadurch überzeugen, daß man einem trockenen Selenpräparat,
das sich normal verhält, nach vorherigem Umschmelzen etwas
Feuchtigkeit beimengt, worauf sich die erwähnte Erscheinung
einstellt« Es ist von besonderem Interesse, daß die Leitfähig-
keitsabnahme bezw. Peuchtigkeitsabgabe innerhalb derselben
Temperaturbereiche auftritt, bei denen die Ausbildimg der
Selenformen Se^ und Se^ unter beträchtlicher Wärmeabgabe
(S. 23) erfolgt (Ries 316). Wir sehen daraus, daß die W är m e -^
abgäbe bei der Kristallisation feuchter Präparate von einer
Feuchtigkeitsabgabe begleitet ist.
— 82 —
Spuren von Feuchtigkeit scheinen auf die Ausbildung des
positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstandes von gün-
stigem Einflufi zu sein. So seigt insbesondere das durch
längeres Stehenlassen in Chinolin kristallisierte Selen schon
nach kurzer Erhitzung über 200^ innerhalb weiter Grenzen
einen positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstandes
(Schrott 258).
Dagegen ist ein größerer Feuchtigkeitsgehalt sehr schäd-
lich für ein Selenpräparat. Besitzt ein ^äparat nach der Ab-
kühlung noch größere Feuchtigkeit, so nimmt die Leitfähigkeit
bei Durchgang eines Stromes erst rasch, dann langsam gegen
ein Minimum ab. Fig. 13 zeigt die Abnahme der Stromstärke
für ein solches Präparat, das 15 Minuten mit einem Akkumu-
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Pig. 13.
lator von 2 Volt verbunden war. Wir werden diese Erschei-
muig, die in erster Linie durch das Auftreten eines entgegen-
gesetzt gerichteten Polarisationsstromes luid nur zum geringen
Teile durch Verdampfung von Feuchtigkeit infolge der Strom-
wärme sich erklärt, später eingehend behandeln (S. 152).
Die Tatsache, daß an feuchten Präparaten das Maximiun
der Leitfähigkeit beim Abkühlen leichter auftrat und daß die
Leitfähigkeitsabnahme bei konstanter Temperatur etwas lascher
erfolgte als bei reinen Proben, veranlaßten Marc (282) noch
wirksamere Katalysatoren zu suchen. Er fand, daß die edleren
Metalle, insbesonders das Silber die Umwandlung in metalli-
sches Selen ganz besonders beschleunigen. ;Selb!st ganz geringe
Silberbeimengungen bewirkten noch, daß bei raschem Abküh-
len starke Maxima auftraten und bei Zimmertemperatur bereits
nach wenigen Stunden die Leitfähigkeit einen annähernd
— 83 — .
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Fig. 14.
konstanten Wert annahm. Die Abkühlungskurven in Fig. 14
ennöglichen einen Vergleich der Präparate mit versthiedenen
Silberzusätzen von 0,03 bis l,4<yo. Die Maxima treten um so
schärfer imd um so früher auf, je größer der Silberzusatz ist.
Von anderen Metallen erwies sich Platin recht g^t wirksam»
Kupfer wenig, Bisen gar nicht. '
iHe bei der Abkühlung auftretenden Wendepunkte, d. h;
Maxima und Minima des Widerstandes, verschieben sich 'nach
der Abkühlung gewöhnlich rasch und zwar nach tieferen Tem-
peraturen, auch wird der Temperatuirbereich, innerhalb dessen
der Temperaturkoeffizient des Wideristandes positiv war, meist
kleiner. Siemens (26) schloß daraus, daß bei Zinunertempe-
ratur eine allmähliche Rückbildimg der Selenform Se2 in Se^
sich vollzieht. Die von Siemens aufgestellte Behauptung, daß
rasche Abkühlung iinter Null Grad die Existenz des metalli-
schen Selens ganz vernichte, ist durch Schrott (258) und mich
(316) widerlegt worden. Ich habe gefunden, daß die Wende-
punkte schon nach einigen Tagen eine annähernd konstante-
Lage annehmen und auch durch größere Temperaturschwan-
kungen nicht mehr wesentlich beeinflußt werden, solange die
höchste Temperatur unter 90 ^ bleibt; bei höherea Tempera-
turen könnte selbstverständlich eine innere Umbildung der
Selenstruktur eintreten, was mit Leitfähigkeitsänderungen ver-
bunden wäre. So besitze ich ein Präparat mit einem Maximum
des Widerstandes bei +23^ C, welches sich seit 15 Jahren
nicht verschoben hat, obwohl das Präparat wiederholt zu
Versuchszwecken benutzt worden ist. Fig. 15 veranschaulicht
die merkwürdige Leitfähigkeitskurve jenes PräpaitatesI, die nicht
weniger als 4 Wendepunkte aufweist; es wechselt also ein
negativer Temperaturkoeffizient wiederholt mit einem posi-
tiven ab.
Von besonderer Bedeutung für die Elektrotechnik ist die
Frage, innerhalb welcher Zeit ein Selenptäpaxat einen kon-*
Das 8«Uii.
— 34 —
3S0(h
TempercUur.
Piff. IS.
stanten Widerstand annimmt. Fig. 8 zeigte uns bereits
die Leitfähigkeitsabnahme während des ersten Tages nach der
Herstellung für ein Präparat, das über 200^ erhitzt und rasch
gekühlt worden war. Fig. 16 bringt nun die Widerstandszu-
nahme für ein gleiches Präparat innerhalb 20 Tagen nach der
Herstellung. Die größte Widerstandsveränderung erfolgte am
ersten Tage, nach 10 Tagen war sie nicht mehr von großer
Bedeutung, doch war selbst nach 20 Tagen ein konstanter
Wert noch nicht erreicht (Ries 315).
Einen sehr interessanten Versuch hat Luterbacher (359)
angestellt, der eine Zelle 5 Monate in eine Kühlvorrichtung
von Null Grad eingeschlossen hat. Die Ergebnisse seiner
Pif . 16.
— 36 —
Untersuchung sind aus Fig. 17 ersichtlich. Erst nach drei
Wochen erreichte der Selienwiderstand einen annähernd kon-
stanten Wert, um nachher Schwankungen von mehreren Hun-
dert Ohm um eine Gleichgewichtslage auszuführen. Wir
heißen diese Elrscheinung Inkonstanz des Widerstandes.
Die Inkonstanz beruht auf einer alknählieh sich vollziehenden
Undagerung im Innern des Selens. Sie macht sich nicht bloß
nach Monaten noch durch kleinere Schwankungen, sondern
manchmal auch ganz unerwartet nach langer Zeit durch große
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Pig. 17.
Unregelmäßigkeiten bemerkbar. Die Ursache dieser Erschei-
nung ist nodh nicht vollständig aufgeklärt ; auch sind wir nicht
imstande, diesen schweren Fehl«* des Selens durch geeignete
Konstruktion vollständig zu beseitigen, doch scheinen Ueine
Metallzusätze die Einstellung in eine Gleichgewichtslage be^w.
die Annäherung an einen möglichst konstanten Wert des
Widerstandes zu beschleunigen.
Marc (282) beobachtete nämlich, daß ganz reines Selen
selbst viele Tage nach der Kristallisation noch lueineswegs
einen konstanten Widerstand angenommen hatte, ,. währ^id
die mit Metallzusätzen versehenen Präparate schon nach weni-
gen Stimden sich einer Gleichgewichtslage näherten. Die Ein-
stellung in das Gleichgewicht wird besonders durch die edleren
Metalle, vor allem Silber in Mengen von 0,01— 0,1 o/o, beschleu-
nigt. Diese Tatsache ist von besonderer Wichtigkeit für den
Bau von Selenpräparaten, die in der Elektrotechnik Verwen-
dimg finden sollen.
An einem derartig'en mit lo/o Silber versetzten Präpara;t,
das konstante Leitfähigkeit bei Zimmertemperatur angenom-
men hatte, machte Marc (282) einen sehr interessanten Ver-
3*
— 36 —
such, der mehrere Wochen in Anspruch nahm. Er erwännte
dasselbe von 26 ^ bis 201^ und kühlte es dann wieder bis auf
\go at>. Dabei wurde jedoch die Temperatur nicht allmählich
und gleichmäßig, sondern in Zwischenräumen von ca. 30^
geändert \m.d solange konstant gehalten, bis der Widerstand
einen annähernd konstanten Wert angenommen hatte. Dies
dauerte in allen Fällen sehr lange, bei niedrigen Temperaturen
mehrere Tage, bei 201 ^ noch 17 Stunden. Die bei den ein-
zelnen Beobachtungstemperaturen festgestellten Werte der
Leitfähigkeit sind in Fig. 18 wiedergegeben. Wir sehen ein
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Fif . 18.
Maximum der Leitfähigkeit bei ca. 100^ C ifür die Erwäilnungs-
und Abkühlungskurve. Beide Kurven haben so ziemlich die
gleiche Form, nur weist die Erwäiinungskurve viel kleinere
Werte der Leitfähigkeit auf, als die Abkühlungskurve. Die bei
der Erwärmxing beobachteten Werte sind offenbar zu niedrig,
die bei der Abkühlung gefimdenen zu hoch. Aus der Diff eren'z
der beiden punktierten Kurven ersieht man, daß die Leit-
fähig{ceit bei Temperaturänderungen Hysteresiserscheinungen
bezw. große Trägheit Izeigt und daß das Selen das wahre
Gleichgewicht erst nach sehr viel längerer Zeit erreicht. Die
mittlere, stark ausgezogene Kurve stellt offenbar die wahre
Gleichgewichtskurve für das Selenpräparat dar. Maxe nimmt
daher an, daß für alle Temperaturen nicht eine
bestimmte Form stabil sei, sondern ein Gleich-
gewicht zwischen 2 Formen, das mit der Tem-
peratur verschiebbar ist. Die Selenform, die durch
Erhitzung auf Temperaturen über 200^ gefunden wird, ist nach
Marc nicht einheitlich, sondern vermutlich eine feste Lösimg
zweier im verschiebbaren Gleichgewicht befindlichen Formen.
— 37 -
Die vorstehenden Ausführungen lassen erkennen,, daß die
scheinbaren Widersprüche, wie wir sie in den Arbeiten der
einzelnen, Forscher bezüglich der elektrischen Leitfähigkeit des
Selens. finden, sich in einfacher Weise durch die verschieden-
artige Herstellung der Präparate erklären. Je nach der Höhe
der Erhitzungstemperatur, der Dauer der Elrhitzung, der Att
der Abkühlung, der Reinheit des Materials und der Entfernung
von der Gleichgewichtslage muß die Leitfähigkeit und der
Temperaturkoeffizient des Widerstandes verschieden ausfallen«
* Nach Siemens (26) läßt «ich die Selenform ße^ durch noch-
malige Erhitzung nicht mehr in metallisches Selen überführen.
Dies trifft nach Schrott (258) nicht vollständig zu. Das Auf^
treten des positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstandes
wird zwar durch eine Unregelmäßigkeit im Erhitzungspirozeß
verzögert, es läßt sich aber immer durch entsprechend lange
Erhitzung auf mehr als 200 ^ die Selenform Se^ wenigstens
zum Teil in Sej umwandeln.
Um zu xmtersuchen, welchen Einfluß vorherige Kristal-
lisation bei niedrigerer Temperatur auf die Leitfähigkeitsände-
rungen während des Erhitzungspx^zesses ausübt, habe ich
(315) vier amorphe Präparate in gleicher Weise hergestellt
und zwei davyn (II und II') bei 140 ^ in die kristallinische Modi-
fikation übergeführt. Dann wurden ein amorphes (I) und ein
kristallinisches (II) Präparat im gleichen Heizofen langsam
erhitzt und 45 Minuten auf 186 ^ Inhalten. Ebenso wurden
ein amorphes (I') und ein kristallinisches (II') von Zimmer-
temperatur langsam gegen 210^ erhitzt und dann 60 Minuten
auf dieser Temperatur erhalten. Man ersieht aus den ent-
sprechenden Kurven in Fig. IQ, daß die vorher kristallisierten
Präparate nicht bloß von Anfang an höhere Leitfähigkeit be-
saßen, sondern daß auch während des Konstanthaltens der
S 90 iS 20 2S 30 35 th IS so 55 ^
Bauer der Erhitzung in JUinulav,
Pif. 19.
— 38 —
Temperatur die allmähliche Leitfähigkeitszunahme für die vor-
her kristallisierten Präparate gröAer war als bei den amorphen.
Kühlen wir ein Selenpräpaxat mit positivem Temperatur-
koeffirienten des Widerstandes unter Null Grad fortgesetzt
ab, so nimmt die Leitfähigkeit beständig zu» bfis ein Wende-
punkt in der Abkühlungskurve auftritt und dann mit abnehmen-
der Temperatur die Leitfähigkeit wieder abfällt. Je tiefer dieser
Wendepunkt, unterhalb dem der Temperaturkoeffizient des
Widerstandes negativ ist, liegt, um so größer muß die Leit-
fähigkeit des Selens in der Nähe der Temperatur der flüssigeA
Luft ausfallen. Kühlen wir aber ein Präparat mit nur nega-
tivem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes immer weiter
ab, so wird sich dessen Leitfähigkeit beständig vermindern
und bei sehr tiefen Temperaturen nur recht gering sein. So
konnte DoweU (352) an mehreren Präparaten der letzten Art
bei der Temperatur der flüssigen Luft nur mehr eine Spur
von Leitfähigkeit feststellen.
Ich will nun im folgenden noch andere Verfahren zur
Herstellung der graukristallinischen Selenmodifikation an-
geben, möchte aber schon an dieser Stelle betonen, daß keines
dieser Verfahren metallisches Selen, sondern nur die Selen-
form Se^ liefert. Zur Herstellung metallischen, Selens haben
wir also nur das eine Mittel, amorphe Präparate auf möglichst
hoher Erhitzungstemperatur (200 — 21 5 O) bis ^mt Erreichung
der maximalen Leitfähigkeit zu erwärmen und rasch zu kühlen.
Die einfachste und schnellste Möglichkeit zur Gewinnung
graukristallinischen Selens besteht darin, daß man den Kör-
per, auf den das Selen aufgetragen werden soll, auf 150— 200 ^
erhitzt und unter leichtem Druck mit einem Stäbchen aus
amorphem Selen ^bestreicht. Dabei schmilzt etwas Selen, um
gleich darauf in der kristallinischen Modifikation zu erstarren.
Wir haben also hier eine Methode, bei der das Selen beim
Aufschmelzen sofort in die graukristallinische Form übergeht,
ohne daß es einem besonderen Wärmeprozeß unterworfen
wird. Dieses Verfahren, das zuerst von Weinhold (51) ange-
geben wurde, liefert eine mattgraue, bräunlich schimmernde
Selenmasse von hohem Widerstände und negativem Tempe-
raturkoeffizienten des Widerstandes, die sich für technische
Zwecke wenig eignet.
Erhitzt man graukristallinisches Selen langsam so weit,
bis Spuren des Schmelzens eintreten, so lassen, sich die ge-
schmolzenen Teile in wenigen Sekunden wieder zum Kristal-
lisieren bringen, wenn man sogleich mit der Abkühlung be-
ginnt. Ist jedoch die Selenmasse vollständig geschmolzen,
so vergehen Stunden, bis man aus dem Schmelzfluß
kristallinisches Selen gewinnen kann. Während die
Herstellung der graukristallinischen Form diu'ch Erhitzung*
— 39 —
des festen amorphen Selens schon den lälteren Forschem be-
kannt war, erfahren wir von der Kristallisation aus dem
Schmelzfuß erst durch Siemens (26).
Kühlt man geschmolzenes Selen äußerst langsam auf
Zimmertemperatur ab oder hält man es längere Zeit auf 200
bis 210 konstant, so geht es allmählich in die graue kristal-
linische Form über. Von wesentlichem Einflüsse lauf den
Kristallisationsprozeß ist nach Marc (282) die Reinheit des
Materials. Bei den reinen Präparaten erfolgt der Eintritt der
Kristallisation meist wesentlich später als bei den unreinen,
die Kristallation selbst vollzieht sich sodann aber mit viel
größerer Geschwindigkeit. So war reines Selen bei 200^ be-
reits 3 — 4 Stunden, käufliches Selen erst 10 Stunden
nach Beginn der Kristallisation vollständig erstarrt. Als
Marc reines Selen innerhalb 3 bis 4 Stunden von 210 ^ auf 70^
abkühlte, erhielt er keine Kristallisation; es genügte aber über
die Masse zu hauchen, um die Kristallisation ein-zuleiten. Be-
sonders empfiehlt es sich, die Kristallisation in einem trocknen
\ Kohlensäurestrom vorzunehmen, wodurch der Proizeß wesent-
lich beschleunigt wird. Die Kristallisation geht allgemein
von mehreren Pimkten, > den sogenannten Kristallisations-
zentren, aus und greift dann rasch um sich. Die Zahl 'der Kri-
stallisationszentren wächst, je weiter man sich vom Schmelz-
punkt entfernt. Wird die Kristallisation bei hoher Tempe-
ratur bewirkt, so wachsen die Zentren nach außen und bilden
zusammenhängende Flächen, während bei tieferer Temperatur
ein äußerst feinkörniges Aggregat entsteht. Auch das Licht
ist von Einfluß auf die Kristallisationsgeschwindigkeit. Nach
Saunders (147) vollzieht sich die Kristallisation unter der Ein-
wirkung des Lichtes viel rascher als im Dunkeln.
Die von Marc gemachte Beobachtung, daß die Kristal-
lisation rasch um sich greift, wenn, sie einmal eingesetzt hat,
wird durch einen von mir (315) unternommenen Versuch, bei
dem ich die elektrische Leitfähigkeit während der Kristallisa-
tion gemessen habe, sehr gut bestätigt. Ein Präparat wurd^
über den Schmelzpunkt erwärmt, dann auf 200 ^ abgekühlt und
die Temperatur 31/2 Stunden konstant gehalten. Die elektri-
sche Leitfähigkeit war die ersten 40 Minuten äußerst gering
(Fig. 20); plötzlich stieg die Stromstärke (ganz bedeutend an,
um später immer langsamer zu wachsen. Nach 3V2 Stunden
war das Maximum der Leitfähigkeit noch lange nicht er-
reicht. ^An dem steilen Anstieg der Kurve ersieht man, daß
sich die eigentliche Kristallisation sehr rasch vollzieht.
Ein aus dem Schmelzfluß kristallisiertes Selenpräparat
besitzt ein hellgraues, silberglänzendes Aussehen, ungefähr
dieselbe elektrische Leitfähigkeit wie metallisches Selen, aber
einen negativen Temperaturkoeffizienten des Widerstandes
(Selenform Se^).
— 40 —
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Dauer der ErltUzung üi Min.
Fif 20.
Läßt tnaip' geschmolzenes Selen rasch erkalten, so ent-
steht schwarzes amorphes Selen; streicht man aber über die
sich abkühlende Selenmasse widerhiolt unter mäßigem Druck
mit einem glatten Gegenstand, so geht sie in weniger als
einer Minute in die graue Modifikation über. Dieses von mSx
(171) gefundene Kristallisationsverfahren liefert eine mattgrau,
bräunlich schimmernde Selenmasse von hohem Widerstände
und negativem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes
(Selenform Se^), wie man sie durch das Verfahren von Wein*
hold (S. 38) erhält.
Von den auf chemischem Wege (S. 14) herstellbaren
grauen Selenarten besitzt nur das durch längeres Stehenlassen
in Chinolin kristallinisch gemachte Selen bereits bei Zimmer-
temperatur ohne Erhitzungsprozeß elektrische Leitfähigkeit.
Da der spezifische Widerstand derartiger Präparate noch
wesentlich höher ist als bei den dtirch. Erhitzung gewonne-
nen, so kommen sie für technische Zwecke nicht in Betracht.
Der Temperaturkoeffizient des Widerstandes ist negativ. Das
längere Stehen in Chinolin wirkt also auf das Selen wie ein
Erhitzxmgsprozeß bei niedrigerer Tempelratur (Sch)rott 258).
Die auf diesem Wege hergestellten Präparate besitzen im all-
gemeinen die Eigenschaften des feuchten Selens, lassen sich
aber durch Erhitzen über 200 ^ in metallisches Selen lun-
wandeln.
— 41 —
in. Die Herstellung der Selenzellen.
Das graukristallinische Selen verdankt seine Bedeutung
der Lichtempfindlichkeit, jener wunderbaren Eigenschaft, daß
sein Widerstand unter dem Einflüsse des Lichtes beträchtlich'
sinkt. Pur technische Zwecke wären natürlich diejenigen
Selenpräparate am wertvollsten^ die sehr geringen Widerstand
und zugleich recht große Lichtempfindlichkeit, d. h. recht hohe
Widerstandsänderung bei Belichtung aufweisen. Leider sind
im allgemeinen gerade diejenigen Präparate am empfindlich-
sten, die hohen Widerstand zeigen, so daß die Herstellung
wirklich brauchbarer Selenpräparate vielen Schwierigkeiten
begegnet.
Um eine möglichst starke Verringerung des Selenwider-
standes zu erzielen,' macht man den Leitungsquerschnitt mög-
lichst groß und d^n Leitungsweg möglichst klein; es müssen
also die Elektroden möglichst große Oberfläche und mög-
lichst geringen Abstand aufweisen. Ein Haupterfordemis ist,
daß die Elektroden an allen Stellen gleiche Entfernung von
einander besitzen, damit sich der Strom über die ganze Selen-
schicht gleichmäßig verteilt. Femer muß die Selenschicht
möglichst dünn gemacht werden, damit die dem Lichte aus-
gesetzte Selenoberfläche einen wesentlichen Bestandteil der
ganzen Selenmasse ausmacht. Auch sind die Elektroden so
anzuordnen, daß die Lichtstrahlen auf die Stellen größter
Stromdichte auftreffen, weil dann bei Bestrahlung eine im
Verhältnis zum Gesamtwiderstand möglichst hohe Wider-
standsänderung eintritt.
Die in der Elektrotechnik verwendeten Präparate führen den
Namen Selenzellen oder Selenbrücken, da das Selen gleichsam
eine Brücke zwischen den beiden Elektroden bildet. Zum Bau
einer Selenzelle benutzt man nur reines, möglichst trockenes
Selen ; es empfiehlt sich jaber, Silber in einer Menge vton 0,01 bis
0,1 o/o dem Selen beizumengen, damit das Präparat möglichst
rasch den der jeweiligen Temperatur entsprechenden Wider-
stand {annimmt (S. 33). (Nach Chiarini (327) wäre rotes amorphes
Selen dem schwarzen vorzuziehen; es soll empfindlicher sein
und auf Lichtänderungen schneller ansprechen als schwarzes.
Was diesen Pimkt betrifft, so muß ich jdarauf hinweisen, daß
die Empfindlichkeit und Reaktionsgeschwindigkeit des Selens
in erster Linie von der Art des Erhitzungs- bezw. Kristalli-
sationsprozesses abhängt, so daß der Binfluß des Selenmate-
riales auf beide Eigenschaften nur bei vollkommen gleicher
Herstellung der Zellen einwandfrei festgestellt werden kann.
Es lassen sich z. B. durch Entsprechende Kristallisation leicht
Zellen bauen, die auf sehr schwache Lichteindrücke noch auf-
fallend gut, aber dafür nur sehr langsam ansprechen. Diese
speichern gleichsam auffallende Energie in sich auf.
•
— 42 —
Man kann unter den verschiedenen Selensellentypen zwei
Gruppen unterscheiden. Bei der ersten Gruppe fallen die
Lichtstrahlen senkrecht zur Stromrichtung auf, bei der zweiten
gehen sie parallel mit ihr. Im allgemeinen neigt man der An-
schauung zu, daß die erste Anordntmg am vorteilhaftesten sei«
Sperling (292) kam durch theoretische Betrachtungen zu dem
Schlüsse, daß die Zellen der 1. Kxruppe denen der 2.i prinzipiell
überlegen sind; diese Überlegenheit verschwindet bei unend-
lich dünner Schicht, sie wird immer größer mit Zunahme der
Schichtdicke.
Zu anderen Resultaten kamen in den letzten Jahren Tyn-
dall und White (450 und 451), sowie Gripenberg (438). Tyndall
und White ließen in einer kupfernen Form Selenwürfel kri-
stallisieren. Durch Anpressen von Elektroden aus feinem
Kupferdrahtnetz oder aus Glasplatten mit einem halbdurch-
sichtigen Platinniederschlag konnte jeder Würfel sowohl in
der Richtung des Stromdur chgaiiges als auch senkrecht dazu
untersucht werden. Bei Verwendung desselben Selenpräpa-
rates und Belichtimg derselben Fläche ließen sich die Wir-
kungen in beiden Fällen vergleichen. Bei einem Selenwürfel
von 1 cm Kantenlänge zwischen Elektroden aus Kupferdraht-
netz betrug die Widerstaxidsänderung in der zur Belichtung
senkrechten Richtung 3,6o/o, in der Richtung der Belichtung
aber 18,2o/o. Es ist nach Tyndall und White nicht nötig, daß
zur Herstellung einer merklich empfindlichen Zelle zweiter
Art die Dicke der Selenschicht in der Richtung des Lichtes
außerordentlich klein sei; denn die Widerstandsänderung bei
Belichtung war selbst dann merklich, wenn die Schichtdicke
mehrere Millimeter betrug. Die beiden Forscher sind der An-
schauung, daß die Wirkung des Lichtes auf das Selen haupt-
sächlich in einer Herabsetzung des Übergangswiderstandes
von Selen und Elektrode besteht; denn der scheinbare Wider-
stand erwies sich in sehr hohem Maße von der Natur der Elek-
troden abhängig. Ein Selenwürfel hatte zwischen Stanniol-
elektroden im Dunkeln einen Widerstand von 46000 Ohm, bei
Elektroden aus Kupferfolie 88000 Ohm, bei Elektroden aus
Kupferdrahtnetz 157000 Ohm.
Die Ergebnisse von White veranlaßten Gripenberg (438),
die Versuche in etwas abgeänderter Weise an dünnen Selen-
schichten von 0,05 mm Dicke zu »wiederholen. Gegen die
Selenplatte S (Fig. 21) seien 2 Elektroden Ej und Eg gepreßt.
Verbindet man letztere mit den Polen einer Stromquelle, so
ist die Lichtrichtung senkrecht zur Stromrichtung (1. Zellen-
type). Legt man aber auf die Selenplatte noch eine dritte Elek-
trode, etwa eine vergoldete Glasplatte Eg und verbindet E^ und
E2 mit dem einen Pol, E3 Idagegen mit dem anderen Pol der
Stromquelle, so ist die Strom- und Lichtrichtung dieselbe
(2. Zellentype). Bei der ersten Anordmmg fällt das Licht auf
— 43 —
L!<U.
Fig. 21.
die Stelle größter Stromdichte, umgekehrt bei der zweiten.
Bei den Messungen hatten die Elektroden die Form eines Git-
ters, wie es Fig. 33 veranschaulicht. Es ergab sich das für
Theorie und Technik wichtige Resultat, daß die durch Belich-
tung verursachte Zunahme der Stromstärke bei der zweiten
Zellentype wesentlich größer war als bei der ersten Schaltung,
daß also der Lichteffekt größer ist, wenn Strahlen- und Strom-
richtung parallel gehen. Da femer die Lichtwirkung bei der
1. Schaltimg die gleiche blieb, wenn das Licht auf die^Vorder-
oder Rückseite der 0,05 mm dicken Selenplatte fiel, so muß
es sich um Widerstandsänderungen sehr tief liegender Schich-
ten un(i nicht um fbloße Änderung eikies Übergangswiderstandes
zwischen Selen und Elektrode handeln.
T3mdall, White und Gripenberg stinunen darin überein,
daß die Wirkung des Lichtes auf das Selen am stärksten ist,
wenn Strahlen- und Stromrichtung parallel gehen; sie kamen
damit zu einem Ergebnis, das der allgemeinen Anschauung
widerspricht. Es wäre indes ein großer Fehler, die genannten
Resultate ohne weiteres zu übergehen, da diese Frage für den
Bau von Selenzellen von ganz hervorragender Bedeutung isf.
Es scheint mir vielmehr die Klärung der Frage eine der drin-
gendsten Aufgaben der Selentechnik zu sein.
Die andere Anschauung, daß die Wirkung des Lichtes
hauptsächlich in einer Andenmg des Übergangswiderstandes
von Selen und Elektrode bestehe, verwirft Gripenberg und
zwar mit Recht, wie auch aus den Mitteilungen zahlreicher
anderer Forscher hervorgeht. Es läßt sich bei Bestrahlung
eines geeigneten Präparates selbst bei vollständiger Ver-
deckung der Elektroden eine deutliche Widerstandsabnahme
feststellen. Der von Gripenberg ausgeführte Versuch wurde
in ähnlicher Weise bereits 2 Jahre früher von Glatzel (394)
unternommen. Seine Selenzellenanordnung ist aus Fig. 22
zu ersehen. Als Träger für die Selenschicht, die absichtlich
— 44 —
Fie. 22.
ziemlich stark gemacht wurde, benutzte er eine durchsichtige
Glasplatte. Die Elektroden hatten die Form eines Gitters, wie
es ungefähr in Fig. 33 dargestellt ist. Ließ man den Strom
zwischen den Elektroden durch die Selenschicht übergehen,
so trat nicht bloß bei Bestrahlung von oben, sondern auch' bei
Belichtung von der Rückseite eine deutliche Widerstandsab-
nahme ein. Da nicht angenommen werden kann, daß durch
die verhältnismäßig dicke Selenschicht noch eine gröj^ere
Lichtenergie bis zu den Elektroden durchdringen konnte, muß
die Widerstandsäxiderung in den unteren Schichten des Selens
erfolgt sein.
Daß das Elektrodenmaterial auf den Widerstand eines
Selenpräparates von Einfluß ist, darf niit Sicherheit angenom-
men werden. Während nun die einen Forschet Metallelek-
troden, welche Selenide zu bilden imstande sind, absichtlich
vermieden, haben andere gerade solche Elektroden bevorzugt,
da die Selenide die Lichtempfindlichkeit nach ihrer Anschau-
ung erhöhen. Fabriken, welche Selenzellen herstellen, ver-
wenden gewöhnlich Elektroden aus Kupfer, z. T. auch aus
Platin. Selenzellen mit Platinelektroden sollen geringere Träg-
heit (S. 72) besitzen. Von besonderer Wichtigkeit ist, daß das
Selen fest an den Elektroden haften bleibt. Da die kristalli-
nische Form in der Regel durch einen Erhitzungsprozeß ge-
wonnen wird, ist es nicht ausgeschlossen, daß die Selenschicht
bei der Abkühlimg infolge der bedeutenden Kontraktion rissig
wird und sich teilweise vom Elektrodenmaterial löst. Daher
wendet man gewöhnlich langsamere Kühlung an, obwohl ge-
rade rasche Abkühlung die Ausbildimg metallischen Selens
begünstigt.
1. Gruppe. \
Bei den Zellen der ersten Gruppe ist die Lichtrichtung
senkrecht zur Richtung des Stromes. Sie wierden im allge-
— 45 —
meinisn'in Tswei Typen hergestellt und zwar als Dr ahtzeflis
und als gravierte Zelle.
a) Die Drahtzelle.
Ein viereckiges Täfelchen aus Isoliermaterial wird auf
einer Seite mit deiner dünnen schwarzen Selenschicht über*
zogen. Dies erreicht man z. B. (dadurch, daß man das Täfel-
chen über den Schmelzpunkt des Selens (217 <> C) erhitzt und
mit Selen bestreicht. Dann werden zwei feine blanke Drähte
in sehr geringem Abstände parallel zu einander mittels einer
Wickelmaschine aufgewunden, wie es aus Fig. 23 er^chtlich
Piff. 23.
ist. Am besten erwärmt man das Täfelchen und die Drähte
während dieses Prozesses etwas, weil sich dann die DriLhte in
die Selenschicht, die sie teilweise schmelzen, einbetten und
bei der nachherigen Präparation nicht so leicht verschieben
können. Das Selenpräparat hat {nunmehr ein schwarzes, glasi-
ges Aussehen. Um dasselbe zu sensibilisieren, d. h. in die
lichtempfindliche, graukristallinische Modifikation überzufüh-
ren, erwärmt man es langsam auf 190 — 21 0^ C in einem Luft-
oder Ölbad, erhält es eine oder mehrere Stunden auf dieser
Temperatur und kühlt es daxm allmählich ab. Während der
Abkühlung oder wenigstens sofort nach derselben überzieht
man das Präparat mit einer durchsichtigen Pimisschicht oder
schließt es in eine evakuierte Röhre ein.
Die Sensibilisation. bezw. Kristallisation des Selens kann
man auch in der Weise vornehmen, daß man das Selen ;durch
Erwärmen über 217 ^ zum Schmelzen bringt, dann auf 200
bis 210^ abkühlt und die Temperatur mehrere Stunden kon-
stant hält. ^
Als Isolationsmäterial bezw. als Selenträger verwendet
man vor allextx Talk, Porzellan und [Glimmer. Schiefer eignet
— 46 —
sich weniger wegen seiner BrUchigkeit und metallischen Adern,
auf Glas haftet das Selen nicht gut.
Statt auf das Isolationsmaterial zuerst die amorphe Selen-
schicht und daxui die Drahtwindimgen aufzubringen, kann
man natürlich auch umgekehrt verfahren. Dabei begegnet
man aber der Schwierigkeit, daß beim Auftragen des Selens,
das doch nur bei Erhitzung vorgenommen werden kann, die
Drähte sich ausdehnen und verschieben, so daß Kontakte oder
wenigstens ungleichmäßige Abstände zwischen den Drähten
eich bilden. Um diesem Obelstande abzuhelfen, hat Ruhmer
(160) den Selenträger durch 2 Täfelchen ersetzt, die man gegen-
seitig verschieben konnte. Durch diese Anordnung sollte die
Spannung der Drähte und eine möglichst enge Bewicklung
ermöglicht werden. Meines Wissens wird diese Einrichtung
in der Selentechnik zur 2^it jedoch nirgends verwendet.
Die Herstellung der Selenzelle .wird im allgemeinen geheim
gehaUen; sie ist Fabrikationsgeheimnis. Nach dem ersten
von mir angegebenen Verfahren gelingt es indes nach einiger
Übung leicht, eine ziemlich gute Selenzelle herzustellen. Macht
die gleichmäßige Wickelung des Drahtes Schwierigkeiten, so
kann man sich des folgenden von Pfund (326) angegebenen
Verfahrens bedienen. Man breitet eine dünne Selenschicht
auf dem Isolator aus und wickelt 4 Stränge eines feinen Drah-
tes so um das vPräparat^ daßisie^die ganze Selenfläche be>decken.
Wickelt man dann den 2. imd 4. Draht ab, so ist der erste
von dem dritten durch einen gleichmäßigen Zwischenraum
getrennt. Hierauf erfolgt die Sensibilisation in der ange-
gebenen Weise.
Hat die Selenzelle eine recht glänzende Oberfläche, so
kann diese durch den Sandstrahl mattiert werden, damit mehr
Lichtenergie absorbiert und weniger reflektiert wird. Von
besonderer Wichtigkeit ist es, wie schon erwähnt, das fertige
Präparat umgehend mit einem durchsichtigen Pimisüberzug
zu 4^ersehen oder in eine evakuierte (Röhre einzuschließlenl.
Es hat sich nämlich gezeigt, daß gewisse iSelenarten stark
hygroskopisch sind und daß bei Feuchtigkeitsaufnahme die
Zelle großen Schaden leidet (Ries 315, 383). Marc (282) schlägt
vor, die Kristallisation im Vakuiun oder in einer möglichst
trockenen und sauerstoffreien Atmosphäre vorzunehmen, um
die schädliche Bildung Von Selendioxyd zu vermeiden. Vor
dem Gebrauch muß man das Präparat mehrere Tage bei Zim-
mertemperatur ausruhen lassen, bis es einen annähernd kon-
stanten Widerstand angenommen hat. Daß die Einstellung in
die Gleichgewichtslage durch Zusatz von 0,01 — 0,1 o/o Silber
zu reinem Selen beschleunigt wird, wurde bereits erwähnt.
Fig. 24 bringt das Bild eines fertigen Selenpräparates in
der graukristallinischen Modifikation. Man erkennt sofort wie
aus Fig. 1, daß es sich bier nicht utn eine einheitliche Masse,
sondern um ein Konglomerat mehrerer Selenformen handelt.
Die meisten Pinnen, die sich mit der Fabrikation von
Selenzellen befassen, steilen diese in der eben beschrie-
benm Form her. Wir wollen sie künftighin kurz die Bid-
Flf. 14.,
wellsche Form heißen, da sie zuerst von Bidwell (54—56)
beschrieben worden ist.
Wir wollen nun noch einige andere Formen von Draht-
zellen kurz betrachten.
Fl(. u.
Fig. 25 zeigt eine Anordnung von Siemens (21), bei der
die Dr8hte in Spiralen auf einer GlimmerpUtte befestigt sind.
Auf dem Präparat wurde zum Schutze gegen ifcißere EinflUsse
ein 2. Glimmerblatt befestigt.
In einigen Fällen verwendete Siemens (21) statt der spira-
lenförmigen Elektroden Drähte in Zickzacldonn.
— 48 —
Mercadier (61) benutzte die in Fig. 26 dargestellte Anord-
nung. Zwei Measingbänder von 0,1 mm Dicke, 1 cm Breite
und 5 m Länge wurden diirch Pergamentstreifen von ca. 0,15
mm Dicke von einander isoliert, dann spiralförmig aufgerollt
und die Endfläche mit einer dUnnen Selenschicht überzogen.
Zum Schuue gegen äußere £infl,Us8e versah Mercadiei' wie
Siemens die Oberfläche mit einem Giimmerblatt oder auch
mit einem Lackanstrich.
Bell (36) versah eine Metallplatte mit zahlreichen Löchern,
eine zweite mit entsprechenden konischen Metallstiften, die#
beim Zusammenlegen der beiden Platten genau in die Löcher
der ersten hineinragten. Die ringförmigen Zwischenräume
wurden mit Selen ausgefüllt, während die Platten selbst durch
ein dUnnes Glimmerblatt von einander isoliert wurden.
Bell benutzte außerdem noch eine zylindrische Anordn^ung,
Er reihte eine Anzahl kreisförmiger Messing- und Glimmer-
scheiben von etwas geringerem Durchmesser abwechselnd
aufeinander auf und ftUlte die zwischen den einzelnen Plattei£
entstandenen Rillen mit Selen aus. Dann wurden die gerad-
zahligen Elektroden mit einander verbunden und ebenso die
ungeradzahligen.
Weinbold (51) verbesserte die zylindrische Zelle dadurch,
daß er in eine Glasröhre eine idoppel gängige Schraubenlinie
einätzte und in die Schraubengänge, deren Abstand 0,4 mm
betrug, feine Platindrähte einlegte. Hierauf wurde der Zylin-
der erwärmt, mit Selen bestrichen und bei 180 '^ C sensibilisiert.
Von Bronk und Ruhmer (159, 160) wurde die zylindrische
Zelle noch weiter vervollkommnet, indem sie als Selenträger
einen Specksteinzylinder, in den eine doppelgängige Schrau-
benlinie eingeschnitten war, verwendeten und in eine evaku-
ierte Glasbirne einschlössen (Fig. 27). Die Zelle wurde sodann
in der optischen Achse eines Parabolreflektors angebracht,
damit sie von allen Seiten gleichmäßig beleuchtet wird. Bei
Fif. 27.
der in Fig. 2S ang^ebenen Anordnung sind Glasbirne und Re-
flektor vereinigt, indem die Glasbirne kegelförmig gestaltet
und der Keg^elmantel innen versilbert wurde, so daß die auf
die Metallfläche auftreffenden Strahlen nach dem Selenzylin-
def reflektiert werden.
— 50 —
Schließlich sei hier noch eine von Marc (282) zur Unter-
suchung der elektrischen Eigenschaften des Selens angewen-
dete Versuchsordnung wiedergegeben, bei der das Licht aiif
die Stellen größter Stromdichte auffällt. Auf einer Glas-
platte wurden scharf abgeschliffene vergoldete Neusilberstan-
gen als Elektroden im Abstände von 0,2 mm befestigt und die
zwischen ihnen entstandene keilförmige Vertiefung mit Selen
ausgefüllt. Fig. 29 stellt die Marcsche Konstruktion von oben
gesehen und im Querschnitt dar. In der rechten Figur be-
deuten a die Elektroden, Se die Selenmasse, b eine Glas-
platte. Die Beleuchtung erfolgt in der Richtung des Pfeiles
durch die Glasplatte hindurch. Obwohl bei dieser Anordnimg
der kleinste Querschnitt der Selenmasse, der für die Elektri-
zitätsleitung hauptsächlich in Betracht kommt, vom Lichte
beeinflußt wird und nach den Angaben von Marc die Wider-
Fie. 29.
Standsänderung bei einem solchen Selenspalt sich wesentlich
schneller vollzieht als bei einer Zelle Bidwellscher Art, kommt
sie doch für technische Zwecke infolge ihres hohen Widjsr-
Standes nicht in Frage.
b) Die gravierte Zelle.
Auf ein verhältnismäßig weiches Isoliermaterial z. B. auf
ungebrannten Naturspeckstein wird eine feine Platinschicht
aufgetragen und diese durch Gravierung mit einem spitzigen
Instrument in zwei Teile getrennt, wie es aus Fig. 30 er-
sichtlich ist. Die Verbindung der beiden Platinschichten wird
durch eine dünne Selenschicht wieder hergestellt. Diese wird
zuerst in amorphem Zustande auf die gravierte Platte aufge-
tragen und dann durch Erhitzxmg auf 190—210^ in die kristal-
linische Modifikation übergeführt. Um die Zellen gegen die
anerkannt schädlichen Einflüsse der Atmosphäre zu schützen,
werden sie in einer neutralen isolierenden Flüssigkeit getränkt.
Vot der Benützung müssen sie mehrere Tage im Dunkeln auf-
bewahrt werden, bis sie einen annähernd konstanten Wider-
stand angenommen haben.
— 61 —
uu
Fif . 30.
Die gravierten Selenzellen haben vor den Drahtzellen drei
wesentliche Vorzüge:
1. Die Zwischenräume zwischen den Elektroden können
sehr klein und recht gleichmäßig gemacht werden. 2. Die
Selenschichten lassen sich in fast beliebiger Feinheit herstellen,
so daß die vom Lichte beeinflußte Schicht einen wesentlichem
Bestandteil der ganzen Selenmasse ausmacht. 3. Die Beleuch-
tung kann von beiden Seiten in bequemer Weise exfolgen.
Ein äußerst wichtiger Bestandteil der gravierten Selenzelle
ist der Selenträger. Es mußte ein Isoliermaterial gefunden
werden, auf dem die Platinschicht sehr fest haftet und beim
Durchgleiten der Reißnadel zur Herstellung des Trennungs-
striches keine Metallteilchen von den benachbarten Flächen
mit abgerissen werden. Glas, Porzellan imd andere harte
Materialien erwiesen sich als unbrauchbar; als besonders ge-
eignet von den weichen Isoliermaterialien hat Presser (288,
339) den ungebrannten Naturspeckstein gefunden. Auf diesem
läßt sich die Gravierung so exakt durchführen, daß die Ent-
fernung beider Elektroden wenige Hundertstel Millimeter klein
gemacht werden kann. Ungebrannter Naturspeckstein hat den
weiteren Vorzug, daß das Selen auf ihm weit besser als auf
den meisten anderen Materialien haftet.
Große Schwierigkeit bot die Herstellung «und Kristallisa-
tion !möglichst dünner Selenschichten. Es wui^e früher (S. 13)
bereits erwähnt, daß sich geschmolzenes Selen zu Metallen,
Glas und anderen Materialien verhält ¥rie Wasser zu einer
fettigen Oberfläche, indem es in Tröpfchen zusammenfließt.
Es gelingt daher nur sehr schwer, auf dem Selenträger eine
recht dünne Selenschicht aus amorphem Selen niederzuschla-
gen. Hat man aber tatsächlich einen feinen Niederschlag
amorphen Selens erhalten und man bringt das Präparat zur
— 62 —
Kristallisation in den Heizapparat, so erweicht das Selen bei
ca. 70 ^ und fließt in Tröpfchen zusammen oder verschwindet
voUstiindig infolge Verdunstung. Über die Herstellimg feiner
kristallinischer Selenschichten geben tins die Arbeiten von
Reinganum (254, 289), Pfund (336), Gripenberg (331, 395, 396)
vmd Salviati (344) wertvollen Aufschluß.
Reinganum setzte ein mit Wasser befeuchtetes Platinblech
kurze Zeit den Dämpfen von geschmolzenem Selen aus. Es
schlägt sich dann auf dem Blech eine dtteme zusanunenhän-
gende Selenschicht nieder. Diese wurde x^ einer Stahl-
fläche schwach poliert und durch Erhitzen in einem Luftbad
auf 180<) in die kristallinische Modifikation übergeführt.
(Bin Mittel zur Herstellung dünner Selenschichten bietet
die Kathodenzerstäubung. Interessant sind die Resultate, zu
denen Pfund bei seinen Versuchen gelangte. Er brachte in
der Vakuumröhre 2,5 cm unter der einen Elektrode, die aus
einem mit kristallinischem Selen versehenen Aluminiumblech
bestand, eine Glasplatte an. Dabei wurde nicht, wie üblich,
der Strom von der Sekimdärspule eines Induktorium^, sondern
hochgespazmter Wechselstrom von 1000 Volt verwendet, da
Aluminium nicht zerstäubt 'wird. In 2 Minuten entstand ein
starker Selenniederschlag, der kömig und daher ungeeignet
war« Pfund erhielt aber harte, zusammenhängende Schichten,
wenn er in den Primärkreis Widerstand einschaltete und da-
durch den Sekundärstrom so weit herabdrückte, bis die Nieder-
schlagszeit auf ungefähr 4 Stunden gestiegen war. Auf der
Glasplatte schlug sich amorphes Selen nieder, obgleich die
Kathode mit kristallinischem Selen überzogen war. Diese
auffallende Erscheinimg, daß die bei der Kathodenentladung
entstehenden Schichten amorph sind, hatte bereits früher
Longden (146) beobachtet.
Die Kohärenz sehr dünner Schichten gelang Gripenberg
(396) dadurch, daß er die amorphe ^elenschicht mit einem
dünnen Firnis, am besten niit Zaponlack ftiberzog^ und nach'
sorgfältiger Trocknung desselben die Sensibilisation bei drei
Stunden langer Erhitzung auf 180— 200 ^ C vornahm. DiesesI
Verfahren Ist stets verwendbar bei Schichten von 1000 bis ca«
50 |iu (0,001—0,00005 mm).
Gripenberg fand, daß Selen bis zur Schichtdicke von etwa
100 fifi herunter noitnal kristallisiert, während Pfund noch^
kristallinisches Bei 50 fifi Dicke erhielt., Nach Gripenberg beginnt
kristallinisches Selen bei 550 fifi Dicke durchscheinend zu wer-
den und zwar mit dunkelroter Farbe. Es ist allem Anscheine
nach aber nicht die gleiche Farbe, die amorphes Selen auf-
weist, sondern mehr unrein, einen Stich ins Violett besitzend.
Keilförmige Platten von 1000 fifi am dicken bis ca. 50 fifi
am dünnen Ende zeigen kontinuierlichen Obergang der Farbe
von Schwarz, Dtmkelrot, helleres Rot bis hell Purpur.
— 63 —
Die Anw^endung' 'der chemischen Kristallisationsxnethode
empfiehlt sich für dünne Selenschichten nach Gripenberg nicht.
Als er eine 1000 fifi dicke iamorphe 3elein|sthicht in Chinolin)
brachte, setzte die Kristallisation an zahlreichen Punkten zu-
gleich ein, schritt aber ntir sehr langsam vorwärts. Nach
24 Stunden erwies sich die Selenschicht vollständig kristalli-
siert, sie bildete aber keine zusammenhängende Fläche mehr,
sondern war aufgelöst in lauter isolierte Teilchen von ca.
0,05 mm Durchmesser.
Salviati (332) empfiehlt kristallinisches Selen in zerstäub-
tem Zustande gegen den gravierten Selenträgef zu pressen.
Dieses Verfahren habe den Vorteil, daß das Selen vor metal-
lischen Beimengungen geschützt wird, während infolge des
Erhitzungsprozesses eine chemische Verbindung des Selens
mit dem Metall eiatxete. Die erhaltenen Selenzellen hatten
indes den Nachteil, daß; sie einen unbequem hohen Wider-
stand besaßen. '
Nachde;^ wir die Herstelltmg sehr dünner Selenschichten
kennen gelernt haben, wollen wir nunmehr die einzelnen
Formen von gravierten Zellen behandeln.
Liesegang (105, 110) versilberte eine Glasplatte auf einer
Seite und teilte die Metallschicht durch einen feinen Strich
mit einer Nadelspitze in zwei gleiche Teile. Die Verbindung
der beiden Silberschichten wurde dann durch eine Selen-
schicht wieder hergestellt. Dadurch, daß die Zelle von der
Rückseite belichtet werden, kann, ist es möglich, das Licht
auf die Stelle größter Stromdichte zu werfen.
Eine wesentliche Verbesserung dieser Zellenforhi habe
ich (342) dadurch erreicht, daß ich auf eiaer mit einem feinen
Platinniederschlag versehenen Glasplatte eine Gravierung, wie
sie in Fig. 30 dargestellt wurde, ^anbrachte ufid zui* Herstellung
möglichst feiner Selenschichten nach dem Verfahren von
Reingammi (S. 52) Selendampf auf der gravierten Platte nieder-
schlug. Die Anwendimg einer umfangreichen Gravierung an
Stelle eines einfachen Trennungsstriches vergrößert den Lei-
tungsquerschnitt und setzt dadurch den Zellenwiderstand her-
unter. Die Auftragung sehr feiner Selenschichten hat den
Vorteil, daß- so ziemlich die ganze Selenschicht vom Licht
durchsetzt und soniit eine im Verhältnis zum Gesamtwider-
stand möglichst große Widerstandsänderung erzielt wird, sie
hat aber den Nachteil, daß ihr '^Widerstand mit Abnahme der
Schichtdicke steigt. ^■
Die gravierte Selenzelle hat Presser (339) weiter vervoll-
kommnet, indem er als Selenträger eia verhältnismäßig wei-
ches IsoÜermaterial und zwar ungebrannten Naturspeckstein
verwendete, auf dem eine Platinschicht niedergeschlagen
wurde. Diese Zelle hat zwar den großen'' Nachteil, daß sie
— 64 —
nicht von der Rückseite beleuchtet werden kann, besitzt aber
den Vorzug*, daß die Eigenart des Materiales die Herstellung
kleinster ElektrodenabstfUide und die Aufbringxing ganz feiner
Selenschichten gestattet.
Fig. 31.
Presser stellte die Zellen zuerst mit bogenförmigen Elek-
troden (Fig. 31) her, ging aber dann zur Fabrikation gravierter
Zellen mit geraden Elektroden (Fig. 32) über. Abgesehen da-
Fig, 32.
— 66 —
von daß die Herstelliing einfacher ist, hat diese Form den
Vorzug, daß die Ausnutzung der Zellenoberfläche günstiger
und der Längenunterschied bei den Elektroden kleiner wird..
Presser erwärmt die Präparate nach Auftragung der amorphen
Selenschicht in einer Flüssigkeit, in der die bekannte rote
Selenmodifikation in aufgelöstem Zustande enthalten ist, wo-
durch die Lichtempfindlichkeit zunehmen soll.
Gripenberg (306, 331, 355, 395, 396, 438) hat sich eingehend
mit der Verbesserung der gravierten Zelle beschäftigt. Als
Selenträger benutzte er gewöhnlich Glas, in das zwei Furchen
oder Rillen eingeätzt und ixmen mit Platin bekleidet wurden.
Späterhin (396, 438) verwendete er die in Fig. 33 dargestellte
Ä—
4
Pig. 33.
Gitterform. Jede der beiden Elektrod^i E^ und E2 besteht
aus einem Gitter mit 30 Stäben, die 0,07 mm breit, 5 mm lang
und 0,0002 mm dick waren. Der freie Zwischenraum zwischen
zwei Stäben (die Selenbrücke) war 0,07 mm.
Um eine möglichst starke Ausnützung des Lichtes zu er-
möglichen, hat Gripenberg (355) die in Fig. 34 dargestellte
Anordnung getroffen. Eine Glasplatte ist beiderseits mit einem
feinen Platingitter versehen und mit einer dünnen Selen-
schicht überzogen. Die Belichtung erfolgt in der durch den
Pfeil angedeuteten Richtung durch die schhialen Seitenkanten
der Glasplatte, also nicht senkrecht, sondern parallel zur Selen-
fläche. Der Lichtstrahl wird bei seinem Durchgang von einer
Selenfläche nach der gegenüberliegenden reflektiert und wie-
der zurückgeworfen; ist er an der anderen Seitenkante ange-
langt, iso trifft er auf einen siegelnden Oberzug und mnunt
— M —
infolffedessen seinen Weg noch einmal nach rückvfirta durch
die Platte, Dadurch wird die Energie des Lichtstrahles fast
vollständig aufgezehrt Da die vom Licht getroffene Fläche
sehr klein ist, hat Gripenberg mehrere Zellen dieser Art neben-
einander angeordnet, Imi bei kleiner Raumbeanspruchung eine
möglichst große wirksame Oberfläche zu erzielen. Giltay
(353) erwanet von dieser Anordnung keinen Erfolg, da die
Lichtstrahlen unter einem spitzen Winkel auf die Selenmasse
Fig. 34. ,
auftreffen, und von der Selenoberfläche infolge ihres beson-
deren Glanzes fast vollständig reflektiert werden, wodurch sie
für den Lichteffekt größtenteils verloren gehen. Ich möchte
indes nicht unerwähnt lassen, daß gerade nach den neuesten
Forschungen Gripenbergs die Lichtwirkung am größten ist,
wenn Licht- und Stromrichtung parallel gehen, was bei der
genannten Anordnung angenähert der Fall ist.
— 57 —
Lindner und Replogle (379, 400) haben am 12. 12. 1911 in
den Vereinigten Staaten von Amerika die in tPig. 35 abgebildete
Form einer gravierten Zelle zum Patent angemeldet unter der
Bezeichnung ,,£ine neue Form der Selenzelle^'. Bei derselben
wird das Selen auf die Gravierung in Form einer Paste auf-
getragen. Diese Zelle unterscheidet sich von der durch mich
bereits viel früher angegebenen Zellenform (S. 53) nur da-
durch, daß die Selenschicht wesentlich dicker und Somit die
Wirkung geringer ist.
Salviati (344) stellte Druckkonukt-Selenzellen dadurch her,
daß er nach dem Vorschlage von iMarc (282) kristallinische^
Selen in zerstäubtem Zustande geg&[i die gravierte Platte
preßte, um die unvermeidliche chemische Verbindung des
Selens mit der Metallunterlage während des Erhitzungspro-
zesses auszuschalten. Da diese Zellen jedoch > sehr hohen
Widerstand aufweisen, schmolz er später das Selen bei mög-*
liehst tiefer Temperattir auf die gravierte Platte auf und ließ
es nachher luiter mäßigem Druck langsam aiuskristallisieren.
^ Druckkontakt-Selenzellen wurden von 'Gripenberg (332) in
der Weise gebaut, daß er gesondert hergestellte Selenscheiben
gegen eine gravierte Platte preßte. Dadurch werden nicht
bloß chemische Verbindungen des ^Selens mit dem Elektro-
denmaterial, sondern auch Kontaktänderungen, die bei Ab-
kühlung infolge von Rissen entstehen, vollständig vermieden.
Diese Zellen besitzen aber sehr hohen Widerstand, so daß sie
für technische Zwecke nicht in Betracht kommen.
Selenscheiben wiu'den übrigens bereits viel früher von
vielen Forschem, insbesondere von Righi (97) zum Studium
der elektrischen Eigenschaften des Selens verwendet und zwar
w\u*den dieselben gewöhnlich zwischen 2 Metallplatten oder
2 Drahtnetzen eingeklemmt. Die Herstellung derartiger Selen-
scheiben macht keine Schwierigkeiten; man schmilzt auf einer
Glasplatte eine kleine Menge Selen, preßt eine 2. Glasplatte
darauf und führt das Selen in die kristallinische Form über.
Nach der Abkühlung löst sich die Selenscheibe meist ohne
Schwierigkeiten von der Glasplatte los. Wird Selen zwischen
2 Glasplatten geschmolzen, von denen die eine möglichst kalt,
die andere sehr heiß ist, so haftet das Selen nach der Kristal-
lisation an der heißen (Gripenberg 332).
Gitter für gravierte Selenzellen fertigt die Firma Spindler
und Hoyer in Göttingen.
^ 2. Gruppe.
. . Bei den Zellen der 2. Gruppe ist die Licht- und Stronurich-
tung parallel, die Lichtstrahlen durchdringen die Selenschicht
in der Richtung des Stromes. Im allgemeinen ist' der Bau
dieses Zellent3rps arg vernachlässigt worden. Sollte es sich
— 68 —
bewahrheiten, was Tyndall, White und Gripenberg
(S. 43) bei ihren Versuchen geiFunden, daß nämlich der Licht-
effekt am größten ausfällt, wenn Licht- und Stromrichtung
parallel gehen, so müßte die Elektrotechnik dem Baue dieses
Zellentypes die größte Aufmerksamkeit schenken. Die An-
ordnimgen, mittels deren die genannten Forscher zu dem
merkwürdigen Resultate kamen, wurden bereits oben ange-
führt.
Die ersten Selenzellen, bei denen die Lichtrichtung paral-
lel der Stromrichtung verläuft, wxirden von Fritts (78) herge-
stellt. Dieser Zellentyp wurde bald darauf von Uljanin (98)
wesentlich verbessert.
Fritts überzog eine Messingplatte mit einer feinen amor-
phen Selenschicht und bedeckte diese mit einem Idünnen
lichtdurchlässigen Goldblatt. Dieses Präparat wurde nachher
durch einen Erhitzungsprozeß sensibilisiert. Verbindet man
die Messingplatte mit dem einen, das Goldblatt mit dem
anderen Pol einer Stromquelle, so geht der Strom vom Gold-
blatt dm-ch die Selenschicht nach der Messingplatte über oder
auch umgekehrt; die Stromrichtung ist also senkrecht zu den
Elektroden. Die Belichtung der Selenschicht erfolgt durch
das Goldblatt hindurch, also parallel zur Stromrichtung.
Während bei der Frittsschen Anordnung die Belichtung
nur durch das Goldblatt erfolgen kann, läßt sich bei der Zelle
von Uljanin die Selenschicht bequem von beiden Seiten her
belichten. Uljanin versah 2 dünne Glasplatten auf einer Seite
mit einem durchsichtigen Platinüberzug, bedeckte diesen mit
einer feinen Selenschicht und preßte die zwei Platten so au!f-
einander, daß die Selenschicht zwischen den beiden Platin-
spiegeln eingeschlossen war. Um eine direkte Berührung der
Platinbelege zu vermeiden, brachte er zwischen dieselben an
einigen Stellen dünne Glimmerplättchen. Solange das Selen
amorph ist, haften die zwei Glasplatten fest aneinander, nach
der Kristallisation aber zerfällt das Präparat. Daher muß man
das Präparat vor der Sensibilisation mit einer Vorrichtung
versehen, durch welche die Platinspiegel fest gegeneinander
gepreßt werden. Die Stromzu- und -ableitung erfolgt durch
die beiden Platinbelege. Platinspiegel haben vor dem Blatt-
gold den Vorzug, daß sie das ganze Spektrum fast gleichmäßig
geschwächt hindurchlassen.
Weniger empfiehlt sich der von Righi (97) eingeschlagene
Weg. Er überzog eine Metallplatte mit einer feinen kristalli-
nischen Selenschicht und preßte gegen diesö ein Drahtnetz,
durch das er die Selenoberfläche belichten konnte. Infolge
des losen Kontaktes Selen-Drahtnetz besitzt diese Anordnung
höheren Widerstand als die Frittssche.
Zum Studium der elektrischen Eigenschaften des Selens
hat man vielfach dünne Selenscheibchen, die gesondert in der
f
•^
FiK. 36.
auf Seite 57 beschriebenen Weise he^estellt worden waren,
zwischen Platinspiegeln oder Drahtnetzen festgeklemmt (Ul-
janin 89, Righi 97).
Ersetzt man die eine Metallelebtrode durch einen Elektro-
lyt, so erhält man ein elektrisches Selenelement, das wir in
Kap. XV gesondert bebandeln wollen.
Die Fig. 36—38 enthalten Abbildungen von gebrauchs-
— 61 —
fähigen Zellen in lichtdicht abgeschlossenen Kästchen, wie
sie von den Tirmen geliefert werden. Fig. 39 stellt die neueste
Form der gravierten Selenzellen von Pxesser in Hartgummi*
fassung dar.
Mit der Fabrikation von Selenzellen beschäftigen sich u. a.
folgende Firmen:
Clausen & v.Bronk, Berlin-Treptow,' Defreggerstr. 2;
Spezialität: Drahtzellen (flach und zylindrisch).
R. Fürstenau, Berlin, Kurfttristenstr. 146;
Spezialität: Röntgenstrahl-Zellen.
B. Presser, Berlin-Treptow, Defreggerstr. 22;
Spezialität: Gravierte Zellen.
Kipp & Zonen, Delft (Holland);
Spezialität : Drahtzellen. '
iW. S. Gripenberg, Masaby (Finnland);
Spezialität: Gravierte Zellen.
Der Preis einer guten Selenzelle im gewöhnlichen Format
beträgt 30—60 Mark. Bei Bestellung sollte immer außer der
Qröße womöglich auch der Zweck der Verwendung angegeberf
werden, da sich die Zellen nicht für alle Fälle in gleicher
Weise eignen.
Selenapparate fertigt die Firma ^Elektrovulkan in Nürn-
berg, Kobergerstr. 79.
IV. Widerstand und Lichtempfindlichkeit
des Selens.
Hittorf (5) entdeckte im Jahre 1851, daß das Selen in der
kristallinischen ' Modifikation den elektrischen Strom leitet. 22
Jahre später beobachtete W. Smith (14) bei Kabelmessungen
auffallende Schwankungen seiner Selenwiderstände. May, ein
Assistent von Smith, forschte nach der Ursache der merk-
würdigen Erscheinung und fand, dafli die elektrische Leitfähig-
keit des graukristallinischen Selens bei Belichtimg beträcht-
lich ansteigt. Die Entdeckung dieser wunderbaren Eigenschaft
des Selens, der Lichtempf indlichkeit, erregte die Auf-
merksamkeit weiter Kreise, da man sich von ihr die Lösung
gewaltiger Probleme versprach. W. Smith selbst drückte seine
Begeisterung in folgenden Worten aus: „Mit Hilfe eines Mi-
krophons kann man das Laufen einer iHiege so laut hören^
daß es dem Trampeln /einies Pferdes auf feiner hölzernen Brücke
gleichkommt; aber noch viel wunderbarer ist es meiner Mei-
nung nach, daß ich mit Hilfe des Telephons einen Lichtstrahl
auf eine Metallplatte fallen hörte.'^
Die Wirkung des Lichtes auf das glraukristaUinische Selen,
wie wir es 4urch einen Erhitzungsprk>zeß oder Behandlung;
mit Chinolin aus der amorphen Form gewinnen, besteht darin.
-. 62 -
dafi mit dem Auffallen der Strahlen seine elektrische Leit-
fähigkeit ansteigt bezw. bein> Widerstand abnimmt und bei
Verdunkelung im allgemeinen der ursprüngliche Dunkelwert
wieder eintritt. Obwohl seit der Entdeckung der Lichtempfind-
lichkeit des Selens auch an mehreren anderen Körpern von
hohem Widerstände die gleiche Erscheinung beobachtet
wurde, hat das Interesse an dem Selen nicht nachgelassen, da
keiner der anderen Körper diese Eigenschaft in gleich hohem
MaAe besitzt. Aber auch die einzelnen Selenpräparate zeigen
ganz bedeutende Unterschiede in der Lichtempfindlichkeit und
zwar je nach dem Bau der Zelle und der Art der Kristallisation.
Kristallinisches Selen, da,s man durch Erhitzen amor-
phen Selens auf nur 130—170^ C lerhält, zeigt im allgemeinen
hohen Widerstand und schwache Lichtempfindlichkeit. Stei-
gert man die Erhitzungstemperatur, so bekommt man Prä-
parate von weit besserer Leitfähigkeit und guter Lichtempfind-
lichkeit. Im allgemeinen erfolgt die Sensibillsation des Selens
bei Temperaturen in der Gegend von 200 ^ C. Hält man wäh-
rend des Kristallisationsprozesses die Temperatur auf 200^
längere Zeit konstant, so nimmt die Leitfähigkeit und die Licht-
empfindlichkeit des Präparates zu. Während aber die Leit-
fähigkeit ihr Maximum erst nach einer Erhitzungsdauer von
24 und mehr Stunden erreicht (S. 26), nimmt die Licht-
empfindlichkeit schon nach wenigen Stunden nicht mehr wei-
ter zu. Das fortgesetzte „Glühen'^ hat also auf die Licht-
empfindlichkeit keinen Einfluß mehr. Kühlt man ein Prä-
parat, das bis zur Erreichung der maximalen Leitfähigkeit
auf mehr als 200 ^ C gehalten worden war, rasch auf Zimmer-
temperatur ab, so wächst seine Leitfähigkeit mit der Abküh-
lung zu immer größeren Werten an (S. 26). Die Lichtempfind-
lichkeit dieses Präparates ist bei Zimmertemperatur ungefähr
gleich Null. Die Zelle behält aber bekanntlich die hbhe Leit-
fähigkeit bei Zimmertemperatur nicht bei; dieselbe fällt viel-
mehr zuerst rasch, dann immer langsamer bis zu einem Mini-
mum ab. Mit dieser Abnahme der Leitfähigkeit ist eine
Zunahme der Lichtempfindlichkeit verbunden; es nimmt
also bei einer derartigen Zelle die Lichtempfindlich-
keit zugleich mit dem Widerstände zu.
Um die Zunahme^i^n Widerstand und Empfindlichkeit
mit einander vergleichen zu können, habe ich (315) ein Präparat
mehrere Tage auf 196^ C erhitzt Amd dann rasch gekühlt.
Mit der Abkühlung fiel der Widerstand, wie zu erwarten war,
auf ein Minimum ab, um nachher bei Zimmertemperatur
wieder anzusteigen. Es wurde nun Tag für Tag sowohl der
Widerstand als auch die Lichtempfindlichkeit, d. h. die Wider-
standsabnahme bei stets gleicher Belichtung gemessen. Die
Resultate des Versuches sind aus den beiden Kurven in
— 63 —
Fig. 40 ru ersehen. Kurve I veranschaulicht die Widerstands-
zunahme, Kurve II die Empfindlichkeitssunahme innerhalb
20 Tagen nach der Herstellung. Man sieht, daß beide einem
Masdmum zustreben, das offenbar von der Empfindlichkeits-
kurve früher erreicht wird als von der Widerstandskurve.
Auch dieser Versuch zeigt uns wieder, wie berechtigt die
Forderung ist, eine Selenzelle nach der Herstelliuig längere
Zeit im Dunkeln ruhen zu lassen, bis sich Widerstand und
Lichtempfindlichkeit Gleichgewichtswerten genähert haben.
Ich will nun noch einige andere {Beispiele anführen, aus
denen hervorgeht, daß Widerstand und Lichtempfindlichkeit
sich gewöhnlich im gleichen 3ii^ne ändern lund: daß hohe Licht-
empfindlichkeit im allgemeinen mit hohem Widerstand ver-
bimden ist und mngekehrt.
/ / J
Tage
Fiff. 40.
Gripenberg (396) machte an einer gravierten Zelle mit
sehr dünner Selenschicht folgende Beobachtung. Der Wider-
stand hatte die enonne Höhe von 600 Millionen Ohm, die
Lichtempfindlichkeit war außerordentlich groß, indem der
Widerstand in unmittelbarer Nähe einer kleinen Öllampe von
ca. 4,5 cm Flammenhöhe auf den tausendsten Teil sank.
Nach einigen Monaten hatte der Dunkelwiderstand einen
weiteren Zuwachs erfahren imd bei gleich starker Belichtung
fiel er nunmehr auf 1/2300 des Dunkelwertes herab.
Brown (347) gewann amorphes Selen durch Auflösen
glasigen Selens in Zyankali und darauffolgende AusfäUung
ditfch Salzsäure. Das ausgeschiedene rote Pulver wurde
zunächst mit Wasser und dann in Alkohol und Äther ge-
waschen. Femer stellte er kristallinisches Selen dadurch her,
daß er amorphes pulveriges Selen in Schwefelkohlenstoff
brachte und mehrere Stunden durch direktes Sonnenlicht be-
^strahlte. Dann mis6hte er das amorphe imd kristallinische
Selen im Verhältnis 10:1, rührte das Gemisch mit Äther zu
— 64 —
einer dicken Paste an und erhitzte nach Verdampfung des
Äthers das Präparat 5 Stunden auf 170^ C. Die Abkühlung
nahm 2 Stunden in Ansprach. Zellen dieser Art hatten einen
Widerstand von vielen Millionen Ohm imd eine Empfindlich-
keit, die ungefähr das 10 fache einer nonnalen Zelle betrug.
Gerade das entgegengesetzte Verhalten zeigten Zellen von
Brown (347), bei denen das Selen in Formen aus glasiertem
Porzellan bei 110^ kristallisiert wurde. Bei einem Dunkel-
widerstand von etwa 100 Ohm trat selbst bei intensiver Be-
strahlung nur eine Widerstandsänderung von etwa einem Ohm
auf. i
So sehen wir, daß die einen Zellen hohen Widerstand
mit höchster Empfindlichkeit vereinigen, während andere bei
geringem Widerstand nur ganz schwache Lichtempfindlich-
keit aufweisen. Es gelingt aber auch durch äußere Einflüsse
(Wechselstrom, Feuchtigkeit, Druck, Metallzusätze, Vorbelich-
tung, Spannungsänderung, Temperaturwechsel) Widerstand
und Lichtempfindlichkeit in dem gleichen Sinne zu beein-
flussen. Bringt man z. B. eine iSelenzelle in feuchte Luft,
so sinkt zugleich mit dem Widerstand die! Empfindlichkeit;
bei nachherigem Austrocknen nehmen beide ihsen ursprüng-
lichen Wert wieder an (Ries 383). Nach Kalischer (92) und
Pochettino (253, 337) wächst der Widerstand zugleich mit
der Empfindlichkeit bei Behandlung einer Zelle mit Wechsel-
strömen ioder elektrischen Entladimgen; nach einiger Zeit
kehrt die Zelle von selbst in den früheren Zustand zurück.
Setzt man femer den Widerstand einer Zelle durch Anwen-
dung einer höheren Spannung herab, so erleidet auch die
Empfindlichkeit einen entsprechenden Verlust (Ries 383, 406,
Pochettino 382); legt man wieder die frühere Spannung an,
so nähern sich Widerstand und Empfindlichkeit wieder ihren
ursprünglichen Werten. Durch Metallzusätze zum Selen lasr
sen sich Widerstand und Empfindlichkeit dauernd herabsetzen.
Ferner werden durch Vorbelichtung Widerstand und Emp-
findlichkeit zugleich verringert. Besonders interessant sind
die Empfindlichkeitsänderungen bei größeren Temperatur-
schwankungen, worauf wir später (S. 88) eingehen werden.
Die angeführten Beispiele mögen genügen, den innigen
Zusammenhang von Widerstand und Licht-
empfindlichkeit zu zeigen. Die Tatsache, daß hohe
Lichtempfindlichkeit l^ewöhnlich mit hohem Widerstand ver-
bunden ist, kann nun keineswegs als! erfreulich für ^en Tech-
niker bezeichnet werden. Denn für technische Zwecke eignen
sich diejenigen Selenzellen am besten, die möglichst nied-
rigen Dunkelwiderstand mit recht hoher Lichtempfindlich-
keit vereinigen. Es ist demnach klar, daß die Firmen, die
9ich mit der Fabrikation von Selenzellen beschäftigen, vor
eine sehr schwierige Aufgabe gestellt sind.
— 65 —
Der spezifische Widerstand des graukristallinischen Selens
wechselt natürlich beträchtlich von Präparat zu Präparat je
nach der Hefstellunjg: desselben; von besonderem Einfluß ist^
wie wir gesehen haben (S. 28), die Höhe der Brhitzungs-
temperätur, die Dauer der Erhitzung, die Art der Abkühlung,
die Reinheit und Trockenheit^ des Materials, sowie die Natur
des Elektrodenmaterials. Wir dürfen uns daher liicht wun-
dem, wenn die einzelnen Forscher zu irecht verschiedenen
Resultaten gelangt äihd. So findet Siemens (21, 26) für den
spezifischen Widerstand des graukristallinischen Selens den
Wert 3,76- 10», Weidert (234) 2,39- 10^. Schrott (258) erhielt für
den Widerstand eines Zentimeterwürfels in Ohm den Wert
2,52*10^; das Präparat war aus dein Schmelzfluß durch fünf-
stündige Erhitzimg auf 195^ C gewonnen und später nochmals
zwei Stunden auf 210— 215 <> C erhitzt worden. In allen Fällen,
in denen kristallinisches Selen gepulvert und zu Zylindern
gepreßt wurde, erhielt Schrott noch wesentlich höhere Wider-
stände. Selen, das durch längered Stehen in ChinoUn kristal-
linisch gemacht und zu Zylindern gepreßt worden war, hatte
sog^ einen Widerstand von 6,8* 10^ Ohmzentimeter bei 20^ C:
Der spezifische Widerstand des Selens wurde nur in gaiiz
einzelnen Fällen bestimmt; dagegen finden wir Angaben über
den Widerstand von Selenzellen in sehr vielen Arbeiten. Die
zu technischen Zwecken verwendeten Zellen haben gewöhn-
lich einen Widerstand von 10000—100000 Ohm; der mittlere
Widerstand einer guten Seleniselle kann also zu 50000 Ohm
angegeben werden.
Bidwell (84, 123) fand, daß Leitfähigkeit und Lichtempfind-
lichkeit des Selens durch Zusatz von kleinen Metallxtiengen
erhöht wird. Er stellte aus verschiedenen Selenproben, die
teils gereinigt, teils unrein waren, Zellen her und untersuchte
sie auf ihren Widerstand und ihre Empfindlichkeit; Da die
mit Metallbeimengung«n versetzten Präparate eine größere
Leitfähigkeit aufwiesen als die aus möglichst reinem Selen
hergestellten, so nahm Bidwell an, daß ganz reines Selen ein
Nichtleiter sei. 'Daß diese Anschauung unrichtig ist, wurde
früher (S. 25) schon festgestellt. Bidwell will aber auch be-
obachtet* haben, daß kleine Metallzusätze die Lichtempfind-
lichkeit des Selens erhöhen;* er kommt daher zu dem Resultat,
daß die Metallbeimengungen, die Selenide, die Ursache der
Leitfähigkeit und Lichtempfindlichkeit des Selens sind. Licht-
empfindliche Selenzellen kann man nach seiner Meinung nur
mit Elektroden . erhalten, welche Selenide zu bilden imstande
sind. .Es ist natürlich ohne weiteres klar, daß Metallbeimen-
gungen die Leitfähigkeit des Selens erhöhen müssen ; dagegen
steht die Beobachtung, daß gleichzeitig die Empfindlichkeit
zunehme, ganiz im Widerspruch mit unseren früheren Aus-
führungen über den Zusanmienhang von Widerstand und
Da« 8*Uii. 5
— 66 —
Lichtempfindlichkeit. Wir müAten eher das Gegenteil erwar-
ten. Es ist an xind für sich schon recht schwer, festzustellen,
welchen Einfluß Metallzusätze auf die Lichtempfindlichkeit
eines Präparates ausüben können, da man niemals 2 Präparate
vollständig gleich herstellen kann. Selbst bei vollständig glei-
cher Behandlimg können 2 Präparate recht verschiedene
Lichtempfindlichkeit aufweisen. Es ist aber auch durch direkte
Beweise gelungen, die Bidwellsche Anschauung zu widerlegen«
So haben Bemdt (201) und Pfund (215) an Zellen aus ganz
reinem Selen unter Anwendung von Kohlenelektroden, die
keine Selenide« zu bilden imstande sind, recht deutliche Emp-
findlichkeit festgestellt. Die Lichtwirkung ist also im Selen
selbst zu suchen. Auch hat sich ergeben, daß die Empfind-
lichkeit diirch Metallbeimengungen gar nicht erhöht, sondern
sogar verringert wird; Metallzusätze in ganz geringen Mengen
haben nur die Wirkung, daß sich die Zelle rascher in die
Gleichgewichtslage (S. 32) emsteUt (Uljanin 98, Marc 282,
Sperling 292). An dieser Stelle will ich ^uch noch auf eine
Arbeit von Amaduzzi und Padoa (389) hinweisen, nach der die
Empfindlichkeit von Mischungen aus Sele^ und Schwefel
mit Zunahme des Schwefelgehaltes beständig abnimmt. Nach-
dem wir früher schon (S. 43) festgestellt haben, daß die Wir-
kung des Lichtes auch nicht auf einer Widerstandsverringe-
rung des Kontaktes Selen — ^Elektrode beruht, kommen wir
nunmehr zu dem Schlüsse: Die Lichtempfindlichkeit
ist eine Eigenschaft des Selens selbst. Wir wer-
den übrigens auf diesen Punkt im Abschnitt XVII ausführlich
eingehen.
Soll die Lichtempfindlichkeit mehrerer» Zellen verglichen
werden, so muß man natürlich die Messimgen immer unter
gleichen Verhältnissen vornehmen. Die Empfindlichkeit von
Zellen wird in den einzelnen Arbeiten verschieden angegeben
(506). Die Berechnung der Empfindlichkeit ist in den meisten
Fällen nach einer der folgenden Formeln ausgeführt worden,
in denen Wd den Dunkelwiderstand, Wb den Widerstand
bei Belichtung und E die Empfindlichkeit der Zelle bezeichnet!
Wd
II.) E = -^^ — 1
Wb
™>^==(m -0'»~'
Ist z. B. der Widerstand der Zelle im Dunkeln gleich
50 000 Ohm, im Lichte 5000 Ohm, I30 ergibt sich nach I. E « 10
d. h, die Leitfähigkeit ist im (Lichte 10 mal so groß als im
Dimkeln. .
— 67 —
Nach n. findet man & «- 9 d. b. die Leitfähigkeit ist im
Lichte um das Neunfache größer als im Dunkehi.
Aus Formel m ergibt sich E » 900 d. h. die Leitfähig-
keitssunahme im Lichte beträgt 900<Vb von der Dimkelleitf ähig-
keit
Keine dieser Angaben gibt indes darüber Aufschluß, was
den Techniker eigentlich interessiert, nämlich über die licht-
elektrische Leistung, die mit der Zelle erzielt werden kann.
Bei Verwendung einer Selenzelle zu technischen Zwecken
muß man im allgemeinen mit dem«Dif f erenzstrom Von
Licht und Dunkel arbeiten, den wir im' folgenden kurz
den lichtelektrischen Strom oder den Selenstrom
heißen wollen. Bezeichnet man die angelegte Spannung mit
V, den Zellenwiderstand inx Dunkeln mit Wd, den Wider-
stand der Belichtung mit Wby die !zu|^ehörigen Strom-
stärken mit Jd bezw. Jb, so muß Üer lichtplektrische Strom
an verschiedenen Zellen um so größer sein, je größer bei
gleicher Lichtintensität
J* J* "* Wb Wd "" Wd . Wb
Bei einer bestimmten Lichtstärke läßt sich also ein um so
größerer Stromeffekt erzielen, je höher die Betriebsspannung
gewählt werden kann und je größer der Quotient
Wd - Wb
Wd . Wb
ist Dieser Quotient hat z. B. bei einer Zelle, deren Dunkel-
widerstand 10000 Ohm beträgt und bei Belichtung auf die
Hälfte sinkt, den Wert 0,0001. Hat eine Zelle aber einen Wider-
stand von 1 000 000 Ohm, der bei der gleichen Beleuchtungs-
stärke auf 40 000 Ohm, also auf ^1^^ sinkt, so wird der Quotien^t
gleich 0,000024, also nicht einmal ein Viertel des vorigen.
Nach der Empfindlichkeitsformel I
1=- Wd
E =
Wb
findet man für die erste Zelle die Enu>findlichkeit 2, für die
«weite 25 und doch gibt die erste Zelle bei gleicher Lichtinten-
sität und gleicher Spannung einen mehr als viermal so
großen Stromeffekt. Nun verträgt aber die 2. Zelle sicherlich
eine höhere Strombelastung als die erste, sodaß bei Anlegung
der höchstzulässigen Spannungen der Stromeffekt bei der
2. Zelle eine entsprechende Erhöhung erfährt. Maßgebend
ist indes nicht der Stromeffekt, sondern der Watteffekt d. h.
das Produkt aus Spanniuig und Stromeffekt. Denn in einem
angeschlossene!) Nutzapparat z. B. einem Galvanometer, einem
Relais u. dergL ist immer der erzielte Watteffekt ausschlag-
5*
— 68 —
i
gebend; je mehr Spannung man hat, desto mehr Drahtwin-
dungen kann beispielsweise ein Relais haben. Wir drücken
also die Lichtempfindlichkeit am besten durch folgende
Formeln aus:
I.) Stromeffekt =»= V
Wd • Wb
IL) Watteffekt (Nutzeffekt) = V«
Wd - Wb
Wd • Wb
Von den beispielswefee angeführten zwei Zellen ergibt
sich für die erste bei Anwendung einer halb so großen Span-
nung immer noch ein größerer Strom- und Watteffekt als für
die zweite. Die Spannung an einer Zelle kann durchaus nicht
proportional mit dem Widerstand erhöht werden; der Span-
nungserhöhung ist vielmehr bald eine Grenze gesetzt. Auch
ist zu beachten, daß mit Erhöhung der Spannung die Leit-
fähigkeit und Lichtempfindlichkeit beträchtlich herabgesetzt
^rd. Daraus ergibt sich die Tatsache, daß man mit Zellen
niedrigeren Widerstandes und mäßiger Empfindlichkeit im
allgemeinen einen größeren Effekt erzielen kann als mit Zellen
g^ßen Widerstandes und höchster Empfindlickeit. In vielen
Fällen wäre die Angabe des Effektes einer Zelle für schwache
und für starke Lichtintensität bestimmter Größe sowohl zu
Beginn der Bestrahlung als auch nach einer gewissen Be-
strahlungszeit sehr erwünscht. ^
E
Fi«. 41.
-60 -
Bildet man einen Stromkreis (Fi|:. 41) aus tiner Strom-
quelle E, einer Selenzelle S und einem Galvanometer G, to
läßt sich die Stromstärke odet die Empfindlichkeit des Gal-
vanometers jeder Zeit so regeln^ daß dieses nur einen gerin*
gen Ausschlag macht, solange die Zelle im Dunkeln liegt;
Bestrahlt man die Selenzelle kräftig, s6 sinkt ihr Widerstand
beträchtlich, die Stromstärke im Stromkreis steigt an und der
Galvanometerausschlag Vergrößert sich entsprechend. Die Zu-
nahme des Ausschlages ist ein Maß für den Lichteffekt^ Bei^
9
Fiff. 42.
intensiver Beleuchtung kann die Leitfähigkeit bezw. Strom-
stärke den 10-, 100-, ja 1000-fachen Wert annehmen. Bei
schwachen Lichteindrücken ist die angegebene Schaltung un-
geeignet zur Messimg; man verwendet in diesem Falle ge-
wöhnlich die Brückenschaltimg. Fig. 42 veranschaulicht die
Einrichtung der Wheatstoneschen Brücke. Der^ Strom fließt
von M nach N durch die Verzweigung, w^, w^, W3 W4 sind
4 Widerstände, die in verschiedenen Zweigen liegen. Die von
C über B nach D führende Leitung heißt man die Brücke.
Durch diese Brücke fließt kein Strom, wenn
Wi : W2 = Wj : W4.
— 70
Die voUständige Schaltung ist in Fig. 43. angegeben. A ist
eine Akkumulatorenbatterie oder sonst eine Stromquelle, von
der mittels des Widerstandes R eine beliebige elektromotori-
sche Kraft abgezweigt werden kann. Man legt das Galvano-
meter G oder den z\x betätigenden Apparat in die Brücke imd
die lichtelektrische Zelle Z in einen Zweig. Die Widerstünde
w^y Wj, W3 werden so abgeglichen, daB w^ : w^ = w«^ : w«
Hkto Ws der Widerstand der Zelle ist; die Brücke ist dann
.stromlos, das Galvanometer zeigt keinen Ausschlag. Belichtet
.
man die Zelle, wodurch ihr Widerstand sinkt, so ist die an-
gegebene Proportion nicht mehr erfüllt; durch die Brücke
fließt ein Strom, der das Galvanometer ablenkt bezw. den ein-
geschaltenen Apparat betätigt. Die Schaltung kann auch in
der Weise vorgenommen werden, daß man Stromquelle und
Galvanometer vertauscht.
Verwendet man bei dieser Anordnung ein empfindliches
Galvanometer, so kann man auch sehr kleine Widerstands-
änderungen der Selenzelle und somit ganz geringe Lichtein-
drücke feststellen. Während sich bei der in Fig. 41 angegebe-
nen Hintereinanderschaltung der Apparate der lichtelektrische
Strom (Selenstrom) zu dem schon im Dunkeln vorhandenen
Strom (Dunkelstrom) addiert und somit bei geringer Stärke
nicht zum Ausdruck kommen kann, wird bei der Brücken-
schaltung piur der lichtelektrische Str'om vom Galvanometer
angezeigt; daher muß diese Anordnung bei entsprechender
Empfindlichkeit des Meßinstrumentes noch einen gar.z schwa-
chen Lichtschein zu messen gestatten.
— 71 -
t
Fig. 44.
£ine andere Einrichtung, die ebenfalls ganz schwache
Selenströme anzeigt, ist in Fig. 44 abgebildet Bj^ und B2 s'nd
zwei gegen einander geschaltete Stromquellen von gleicher
Stärke, S| eine Selenzelle, W ein beliebiger Widerstand, der
90 reguliert werden kann, daß das in der Brücke liegende 'Gal-
vanometer G stromlos wird. Fällt nun Licht auf die Zelle Sj^,
so fließt der Strom durch die Brücke und das Galvanometer.
Diese Kompensationsschalung besitzt sehr gute Wirkung, hat
aber d«n Nachteil, daß zwei Stromquellen nötig sind.
Ganz merkwürdige Änderungen der Leitfähigkeit zeigen
die Selenzellen, wenn sie längerer Zeit einer Lichtquelle^ von
konstanter Intensität ausgeset^ werden. Je nach der Her-
stellung der Zelle ist der zeitliche Verlauf der Leit-^
f ähigkeitsänderungen ein ganz anderer. Die drei
Kurven in Fig. 45 veranschaulichen den Verlauf der Leitfähig-
keitsänderungen, die während einer 5 Minuten dauernden Be-
strahlung und der nachfolgenden Abdunkelung an 3 Draht-*
Zellen, welche verschiedenen Erhitzungsprozessen unter-
worfen worden waren, beobachtet wurden. Kurve I bezieht
sich auf eine Zelle, die bei ca. 170^ sensibilisiert wurde;
Kurve II wurde mit einer Zelle erhalten, die ungefähr 1 Std.
auf 200^ erhitzt und mäßig rasch gekühlt wt>rden war; Kurve
in schließlich zeigt uns das Verhalten von Zellen, die mehrere
Stunden auf 200—210 ^ erhitzt und langsam gekühlt oder durch
Kristallisiereen aus dem Schmelzfluß erhalten wurden. Wäh-
rend in den beiden ersten Fällen die Leitf^igkeit erst rasch,
dann immer langsamer anwächst, um sich allmählich einem
Maximum -zu nähern, erreicht die Leitfähigkeit im dritten
— 72 —
Falle das Maximum fast momentan mit dem Auffallen der
Lichtstrahlen, fällt dann, erst rasch, dann immer langsamer
ab und nähert sich asymptotisch einem Minimum. Nach der
Verdunkelung kehrt die Leitfähigkeit nicht momentan auf
ihren Dunkelwert zurück, bei der Zelle! I erfolgt der Rückgang
Piff. 4S.
am langsamsten, bei III am raschesten; selbst nach 5 Minu-
ten langer Verdunkelung ist der ursprüngliche Wert noch nicht
erreicht. Die Selenzelle behält also gleichsam von den Licht-
eindrücken etwas zurück. Wir bezeichnen diese Erscheinung
als Trägheit des Selens und zwar unterscheiden wir zwi-^
sehen Belichtungsträgheit und Verdunkelungs-
trägheit. Aus den Kurven ersehen wir, daß letztere größer
ist als die Belichtungsträgheit. Die Trägheit ist der größte
Fehler der Selenzelle, sie setzt die Bedeutung des Selens für
technische Zwecke wesentlich herab; besonders das ^Nach^
hinken** der Zelle nach der Belichtung wirkt sehr störend«
Während die Zellen I und II während der Belichtung
einem Maximum zustreben, das oft erst nach Stunden erreicht
wird, nähert sich III einem Minimum. Die Leitfähigkeitsab-
nahme der letzteren Zelle während der' Bestrahlung bezeich-
nen wir als Ermüdung. Da die Lichtempfindlichkeit der
Zellen, die Ermüdungserscheinungen zeigen, meist bedeutend
größer ist als die der anderen, so liegt das Minimum 'der Leit-
fähigkeit bei jenen gewöhnlich noch höher als das Maximum
— 13 —
bei der I. und II. Axt, Weil die Zellen der H. und III. Art ver-
hältnismäßig mehr auf schwache Lichteindrücke reagieren,
während die der I, Art für schwaches Licht w«nig empfindlich
sind, heißt man erstere auch weiche, letztere harte Zellen^
Die ausführliche Behandlung der Träghieitserscbeinungen kann
erst im Kapitel IX erfolgen.
Schaltet man eine Selenzelle in einen Stromkreis ein und
belichtet sie mit Licht von wechselnder Stärke, so entstehen
Sramschwankungen, die den Lichtschwankungen im allgemei-
nem entsprechen/ Will man diese Stromschwankungen dauernd
festhalten, ao benutzt man als Meßapparat ein registrierendes
Galvanometer mit Schreibstift und ablaufender Papierrolle.
Pig. 46 stellt einen solchen Meßapparat der Firma Hartmann
pic. *t.
A Braun dar. Da aber derartige Instrumente gewöhnlich nicht
die nötige Empfindlichkeit besitzen, bedient man sich meistens
eines Oszillographen, d. h. eines Saitengalvanometers (Faden-
galvanometers) mit Registrierapparat. Es kommt bei diesem
Instrument das Prinzip zur Anwendung, daß ein sehr dünner
Leiter, der in einem kräftigen Magnetfeld senkrecht zur Kraft-
linienrichtung angeordnet ist, abgelenkt wird, sobald ein Strom
durch ihn hindurchgeht. Die Mitte des äußerst dünnen Fadens
kann man mittels eines Miskroskopa auf einen Spalt und einen
dahinter befindlichen Film projizieren. Bei Bewegung des
Films und des Fadens entwi^t die Fadenmitte auf dem Film
eine Kurve, Diese Lichtkurve entspricht den Faden- bezw.
Stromschwankungen und veranschaulicht die Imensitätsände-
rungen der die lichtempfindliche Zelle beleuchtenden Licht*
quelle. Als Faden benutzt man gewöhnlich einen versilberten
Quarxfaden.
— 74 —
Bei dem in Fig. 47 abgebildeten sehr einfachen Satten-
galvanometer ist zwischen den Polen eines Elektromagnets
eine Schleife aus hartgezogenem SUberdraht ausgespannt.
Pliefit der 'Strom Uurch die Schleife, so werden die zwei
DrShte in verschiedener Richtung durchflössen und infolge-
dessen nach verschiedenen Seiten abgelenkt. Ein an beiden
Drähten in der Mitte befestigter Spiegel wird daher beim
Stromdurchgang abgelenkt, Mittels einer entsprechenden Ver-
suchsanordnung lassen sich die Schwingungen des Spiegels
auf einen Fihn projizieren.
Fig. 47.
Die Größe der Ablenkung der Fadenmitte ist innerhalb
gewisser Grenipen proportional der Stromstarke. Um seht
schnelle Ausschläge zu erzielen, zieht man den Faden mög-
lichst straff an. Man kann es auf diesem Wege erreichen, daß
die Dauer der Einstellung weniger als 0,01 Sekunden beträgt
Bildet man einen Stromkreis aus einer Stromquelle, einer
Selenzelle und einem Telephon und bestrahlt die Zelle mit
Licht von wechselnder Stärke, so hört man im Telephon einen
Ton, der mit der Geschwindigkeit der Belichtungsänderungen
wechselt. Man kann sich durch das photophonlsche Rad
(Fig. 48) davon überzeugen, daß in einer Selenzelle mehrere
— 76 —
tmuend WideiBtandsschwankuiigen in der Sekunde vorkom-
men können. Das photophonische Rad besteht aus einer
runden, an ihrem Umfange mit Löchern versehenen Scheibe,
die in rasche Umdrehung versetzt wir'd. Durch die Offnungen
kann man die Zeile, die mit einem Telephon verbunden ist,
intermittierend belichten. Man hört in dem Telephon einen
Ton von einigen tausend Schwingungen in der Sekunde, so
daß die lichtelektiische Wirkung in weniger als Viooo Sekunde
eintreten muB.
fit. 48.
Giluy (185) gibt für den Gebrauch von Selenzellen fol-
genden Rat. Es kommt zuweilen vor, daß eine Selenzelle
plötzlich verdorben wird und Kurzschluß zeigt, ohne daß zu
starke Erhitzung durch die Beleuchtung oder zu große Strom-
stärke als die Ursache der Erscheinung betrachtet werden kann.
Nach Ansicht von Giltay ist die Ursache in dem Extrastrom
zu suchen, der beim Unterbrechen der Leitung, z. B. beim
Aufhören des Experimentes in dem mit der Zelle verbundenen
Telephon, Galvanometer oder sonstigem Nutzapparat ent-
steht. Um diese Gefahr zu vermeiden, schaltet man, wenn
ein Apparat von bedeutender Selbstinduktion mit einer Selen-
zelle in Verbindung gebracht werden »oU, einen Stopfkommu-
tatoF derart in die Leitung (Fig. 49), daß derselbe einen Kurs-
schluß zur Selenzelle bildet, sobald der S'.opfen eingeschaltet
ist. Soll tnun bei Beendigung des Experimentes oder bei
Abänderung desselben die Verbindung mit der Batterie unter-
— 76 —
I
I
t
Piff. 49.
brochen werden, so wird immer zuerst der Stopfen in den
Kommutator eingesteckt.
Bei allen wissenschaftlichen Versuchen und technischen
Einrichtungen, bei denen eine Selenzelle einer längeren Be-
strahlung ausgesetzt ist, empfiehlt es sich, die Wärmestrahlen
nach Möglichkeit auszuschalten, indem man entweder zwi-
schen Zelle imd Lichtquelle eine die Wärmestrahlen absor-
bierende durchsichtige Substanz bringt oder die Selenzelle
in ein Kühlgefäß einschließt. Erwärmung erhöht die Leit-
fähigkeit einer Selenzelle mit negativem Temperaturkoeffi-
zienten des Widerstandes, wirkt alao in demselben Sinne wie
eine Bestrahlung. Dagegen wird bei einer Zelle mit posi-
tivem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes /die Leit*
fähigkeit durch Erwärmung herabgesetzt; in metallischem
Selen rufen also Licht und Wärme entgegengesetzte Leitfähig-
keitsänderungen hervor. Schließlich ist noch zu beachten,
daß durch Temperaturänderungen auch die Lichtempfindlich-
keit einer Zelle wesentlich beeinträchtigt wird.
— 77 —
V. Einfluß der Spannung auf Leitfähigkeit
und Lichtempfindlichkeit.
Schon Adams (18) hat die ' Beobachtung gemacht, daß
der Widerstand einer Selenzelle mit Zunahme
der Spannung abnimmt und daß somit der spezifische
Widerstand des Selens eine Punktion der elektromotorischen
Kraft ist. Da nun mit einer Widerstandsabnahme im allge-
meinen eine Verminderung der Lichtempfindlichkeit verbun-
den ist (S. 64),. so müßte eine Vergrößerung der Spannung
einen Rückgang der Lichtempfindlichkeit zur Folge haben.
So naheliegend dieser Schluß lag, so ist der Zusammenhang
von Spannung und Empfindlichkeit doch erst vor wenigen
Jahren von mir (384) festgestellt worden. Es ergab sich die
für Theorie und Praxis gleich wichtige Tatsache, daß die
Lichtempfindlichkeit je nach der Art der Selen-
präparate mit Vergrößerung der Spannung mehr
oder minder abnimmt und daß mit diesem
Empfindlichkeitsverlust eine beträchtliche
Abnahme der Trägheit verbundcn-ist.
mtiu
PiK*'aO.
Die Abhängigkeit des Selenwiderstandes von der Span-
nung hat Lutenbacher (359) eingehend studiert; er nennt die
Erscheinung Spannungseffekt. Die Kurve in Fig. 50
— 78 —
veranschaulicht den Zusammenhang zwischen Widerstand und
Spannung, wie ihn Luterbacher gefunden. Bei dem allmüh*
liehen Obergang von 1 auf 110 Volt sank der Widerstand auf
ungefähr die Hälfte« Die Widexstandsabnahme^ war fttr nie-
drige Spannungen größer als fttr hohe bei gleicher Spannungs-
steigerung. Die Kmve des Spannungseffektes hat die Form
einer Parabel.
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10
40 tr
30W506010M90100 110
Volt
Fig. 51.
Da die von Luterbacher verwendetem Zellen wesentliche
Polarisationsströme und eine eigene elektromotorische Kraft
im Dunkeln besaßen, habe ich (384) die Versuche mit einer
Zelle wiederholt, die einen positiven Temperaturkoeffizienten
des Widerstandes hatte, also wie ein Metall leitete, und keine
Spur von Polarisation zeigte. Die Kurve 8 in Fig. 51 veran-
schaulicht die Abhängigkeit der Leitfähigkeit von der^ Span-
nung fttr Selen, Kurve A fttr Antimonit. Als abweich^ides
Resultat ergab sich; daß der Spannungseffekt fttr niedrige
Spannungen kleiner war als fttr h<^here bei gleicher Spannungs-
steigerung.
Bei Ausftthiung eines derartigen Versuches macht man
die Beobachtung, daß der Dunkelwiderstand selbst bei kon-
stanter Spannung nicht gleich bleibt; das Selen' nimmt den
einer bestimmten Spannung entsprechenden Widerstand
nur allmählich an. Die Annäherung an das Minimum des
Widerstandes geht bei jeder Spannung erst rasch, dann immer
langsamer vor sich und zwar besonders langsami bei hohen
Spannimgen. Das Selen zeigt also auch im Dunkeln eine
gewisse Trägheit. Unterbricht man den Stibm nach längerem
Durchgang einige Zeit, so nimmt der Widerstand wieder lang-
— 79 —
sam einen höheren Wert an. Geht man von einer höheren
Spannung auf eine niedrigere über, so- nähert sich auch der
Widerstand dem dieser Spannung entsprechenden Wert wie-
der. Die Zelle bedarf aber einer gewissen Erholungszeit, bis
sie auf ihren ursprunglichen Widerstand zurückgeht. Die
Zeit der Erholung ist je nach der Zelle, der Höhe der Spannung
und der Dauer der Einwirkung verschieden.
In Fig. 52 gibt die obere Kurve die von Mc. Dowell (329)
beobachtete Widerstandsabnahme beim allmählichen Übergang
von 2 auf 11 Volt an, während die untere Kurve die bei der
Rückkehr zur ursprünglichen Spannung «erhaltene Widerslands-
zunahme anzeigt. Im letzteren Falle fielen die Werte wesent-
lich niedriger aus, näherten sich aber bei den einzelnen Ver-
suchen um so mehr den oberen Werten, je mehr Zeit der
Zelle ^zur Erholung gelassen wurde.
nitU
Flg. 32.
Kurve S in Fig. 53 gibt ein Bild von der Zunahme der
Leitfähigkeit wie ich (384) sie bei einer konstanten Spannung
von 110 Volt innerhalb 20 Minuten beobachtet habe. (A ist
die entsprechende Kurve für Antimonit).
Der Spannungseffekt tritt nicht bei allen Zellenarten in
gleicher Größe auf; manche Zellen verändern ihren Wider-
stand mit der Spannung nur wenig, bei anderen dagegen
stellen sich mit Vergrößerung' der Spannung ganz beträcht-
liche Widerstandsrückgänge ein. Es ist bisher nicht festge-
stellt, welche Zellenarten den Effekt besonders deutlich zei-
— 80 —
Minuten
Pig S3.
45
Zu
gen. Alle Zellen, die für Spannungsänderungen besonders
empfindlich sind, besitzen auch bei konstanter Spannung
einen leicht veränderlichen Widerstand. So erhält man viel-
fach selbst beim Anlegen von nur 2 Volt In den^ersten Minuten
eine kleine Abnahme des Dunkelwiderstandes, der oft wieder
eine geringe ZutiAbxne folgt:
^ #
Flg. 54.
— 81 —
Eine auffallende Beobachtung hat Lutenbacher (359) gct-
macht, als er den Spannungseffekt für Gleichstrom kind Wech-
selstrom bei gleichen elektromotorischen Kräften untersuchte.
Die obere Kurve in Fig. 54 veranschaulicht die Leitfähigkeits-
2unahme bei Gleichstxom, die untere für Wechselstrom. Die
Leitfähigkeitswerte wurden stets 30 Sekunden nach Strom-
schluß festgestellt. Jeder Messung mit Wechselstrom folgte
diejenige mit Gleichstrom bei gleich hoher Spannung, Zwi-
schen den einzelnen Versuchen wurden größere Pausen ge-
macht, damit sich die Zelle erholen konnte. Ein Blick auf
die Figur läßt erkexmen, daß der Spannungseffekt für Gleich*
Strom erheblich höher war als für Wechselstrom. Dieses
merkwürdige Ergebnis läßt sich durch die Tatsache, daß sich
die Zelle infolge der beständigen Stromunterbrechungen bei
Wechselströmen wieder etwas erholea kann, sicherlich allein
nicht erklären; es wird uns aber einigermaßen verständlich,
wenn wir in Betracht ziehen, daß Wechselströme allgemein
den Widerstand des Selens vorübergehend zu steigern ver-
mögen (S. 173),
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Pif . 55.
Eine Zelle von Luterbacher zeigte das in Fig. 55 'darge-
stellte anomale Verhalten. Der Widerstand fiel von 1 bis
35 Volt Spannung ab und nahm nachher bis gegen 100 Volt
wieder ^zu. Meines Erachtens beruht das auffallende Ver-
halten dieser Zelle auf einer geringen Feuchtigkeit bexw.
Verunreinigung des Selens. Die Existenz eines anomalen
Das 8*1«ii.
\
— 82 —
Spannungseffektes in feuchten Zellen habe ich mit
Sicherheit nachgewiesen (S. 152). Sendet man durch eine
feuchte Zelle einen Gleichstrom, so nimmt die Stromstärke
erst rasch, dann langsam ab; der Widerstand, der sich dem
Durchgang des Stromes entgegensetzt, nimmt also erst rasch,
dann langsam zu. Vergrößert man die Spannung, so tritt eine
weitere Widerstandslzunahme ein. Während also der Dunkel-
widerstand in einem normalen, trockenen Selenpräparat mit
Zunahme der Spaxmung abfällt, wächst er in einer feuchten
Zelle mit Vergrößerung der Spannung. Diese Erscheinung
habe ich als anomalen Spannungseffekt bezeichnet. Je mehr
man eine feuchte Zelle austrocknet, desto weniger deutlich
tritt der anomale Spannungseffekt auf. Ist die Trocknung
nahezu vollständig, so kann toan bei kleinen Spannungen den
normalen Spannungseffekt, also Widerstandsabnahme bei
Spannungserhöhung beobachten, während bei hohen Span-
nungen der anomale Spannungseffekt sich einstellt. Das Prä-
parat zeigt also nunmehr die von iLuterbacher beobachtete
Erscheinung. Wird die Zelle vollständig getrocknet, so zeigt
sie auch bei hohen Spannungen nur mehr den normalen
Spannungseffekt. Als Ursache des anomalen Verhaltens
wurde mit Sicherheit Polarisation und Feuchtigkeitsabgabe
während des Stromdurchganges festgestellt. Auf Grund dieser
Beobachtungen glaube ich annehmen zu dürfen, daß die
Luterbachersche Zelle eine Spur von Feuchtigkeit enthielt
und daß daher eine Übereinanderlagerung des normalen und
anomalen Spannungseffektes eintrat.
Eine ähnliche Beobachtung machte Kaempf (397), der
oberhalb einer gewissen Spannung eine kleine Abnahme der
Dunkelleitfähigkeit fand. Die Kurve ,J>unkel8Lrom" in Fig. 55
veranschaulicht die Leitfähigkeitsänderungen bei einer Span*
nung von 2 bis 155 Volt. Kaempf schließt aus seinen Ver-
suchsergebnissen, daß bei hohen Spannungen ein Sätti-
gungsstrom auftritt. Die Tatsache, daß die Endwerte der
Stromstärken etwas tiefer liegen als die Stromstärken bei ge-
ringeren Spannungen erklärt Kaempf auf folgende Weise:
Beim Spannimgseffekt existiert neben einer relativ langsamen,-
im Verlauf von Sekunden und Minuten eintretenden Ver-
größerung der Leitfähigkeit eine fast momentan ein-
setzende Leitfähigkeitserhöhimg, über welche jener all-
mähliche Prozeß sich lagert. Die allmähliche Leitfähigkeits-
änderung besteht bei nicht allzu enormen Spaxmungen in
einer Erhöhung; dBgegen kehrt der Effekt bei Spannungen
von solchem Betrag, daß beinahe Sättigungsströme erreicht
werden, sein Vorzeichen um d. h. es wird durch den Strom-
durchgang eine Leitfähigkeitsabnahme hervorgerufen. Es
existiert also in ein \md demselben Selenpräparat je nach der
angelegten Spannung ein positiver oder negativer allmählicher
-- 83 —
Spannungseffekt. Der negative Effekt wird natürlich um 8t>
weniger zxim Ausdruck kommen, je kürzer bei jeder Leitfähig-
keitsmessung der Strom geschlossen ist. So gelang es auch,
durch Benutzung möglichst kurzer Meßzeiten mittels balli*
stischer Beobachtungen, den Fehler etwas herabzudrücken.
Die Beobachtung von Luterbacher, daß die Dunkelleitfähig-
keit des Selens bei steigender Spannung sich allmählich einem
Mazimtmi nähert, erklärt sich nach Kaempf dadtirch, daß die
angelegte Spannung noch nicht hoch genug war.
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Fig. 56.
Diese von Kaempf vertretene Auffassung läßt sich mit
den Versuchsergebnissen der übrigen Forscher nicht in Ein-
klang bringen. Luterbacher fand eine allmähliche Annähe-
rung der Leitfähigkeit an ein JMfazimum mit Zunahme der
Spannung, Foumier d'Albe (329) beobachtete selbst bei Span-
nungen bis 800 Volt noch eine Leitfähigkeitszunahme und ich
(384) kam sogar an einem metallischen Präparat {zu dem auf-
fallenden Resultat, daß der Spannungseffekt mit Erhöhung
der Potentialdifferenz immer mehr wuchs. (Auf diesen Punkt
werde ich noch «i^urückkommen.) Femer widerspricht die
— 84 —
Kaempf sehe Annahme, daß die allmähliche I>eitf ähigkeits-
änderung, die sich über die momentane lagert, bei Erhöhung'
der Spanming immer mehr abnehme, direkt den Porschungs-'
resultaten. Dagegen decken sich seine übrigen Annahmen^
daß es sich um eine Ubereinanderlagerung von 2 Vorgängen
handelt und daß der negative Effekt von der Länge des Strom-
durchganges abhängig sei, vollständig mit den von mir oben
angegebenen Erklärungen über den anomalen Spannungs*
effekt. Wir dürfen daher annehmen, daß die Kaempfsche
Zelle eine Spur von Feuchtigkeit besaß, die weniger durch
Polarisation als durch Verdampfung an Stellen größter Strom-
dichte wirkte.
Die Kurve „Gemessener Lichtstrom^* in Pig. 56 gibt die
Stromstärke bei Belichtung an, die Kurve „Reiner Lichtstrom*^
zeigt die Differenz der Stromstärken im Licht und Dunkeln.
Bei diesen beiden Kurven sind die Ordinaten .gegenüber der
des „Dunkelstromes*' im Maßstab 1 : 3 gezeichnet.
Was meine Beobachtung an dem metallischen Präparat
betrifft, so konnte ich bei Anwendung noch höherer Span-
nungen als 110 die Erfahrung machen, daß die Isolation
manchmal nicht mehr ausreichte. Da mir von meinen Ver-
suchen mit Antimonitzellen bekannt war, daß bei derartigen
Messungen auf gute Isolation besondere Sorgfalt zu legen ist^
war ich nicht überrascht. Ich habe daher meine Selenzellen
zu den maßgebenden Versuchsreihen vollständig in Paraffin
eingeschmolzen und die Zuleitungsdrähte kurz gewählt und
gut isoliert. Ob bei Verwendung hoher Spannungen der Tem-
peraturkoeffizient von Einfluß auf die Erscheinung ist, wäre
noch zu untersuchen.
Povunier d'Albe (392) erhielt für Spannungen von 1 bis
800 Volt die Beziehung
-^ =Flog V,
wo Rj der Widerstand bei 1 Volt, Rv derjenige bei V Volt
und F eine Konstante bedeutet» die mit der Zellenart verschie-
den ist und ^zwischen 0,1 und 0,5 liegt.
Die Abhängigkeit des Spannungseffektes von
der Temperatur wurde von mir (384) an drei Zellen untersucht.
Von diesen besaßen die Zellen I und II negativen Temperatur-
koeffizienten des Widerstandes, Zelle III verhielt sich unter-
halb 25<> C wie ein Metall, oberhalb 30^ hatte sie negativen
Temperaturkoeffizienten.
Die Präparate befanden sich bei der Erwärmung in einem
mit Paraffin gefüllten Gefäß. Da die Leitfähigkeit bei Kon-
stanthalten der Temperatur Hysteresiserscheinungen (S. 26)
zeigte, so mußte bei jeder Messung wenigstens bis zur Er«
reichung annähernder Konstanz gewartet werden. Dies nimmt
— 86 —
geraume Zeit in Anspruch. Bei meinen Versuchen wurde
bei jeder Beobachtungstemperatur nur so lange gewartet, bis
sich die Leitfähigkeit innerhalb einer Minute nicht mehr stärker
änderte. Dann wurden statt 2 Violt rasch 110 Volt angelegt und
nach 15 Sekunden die Leitfähigkeit bestimmt, iso daß die bei
jeder Temperatur nötigen 2 Messungen in weniger als einer
Minute erledigt werden konnten^ Fig. 57 izeigt^das Verhalten
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Temperatur
Pif . 57.
der drei Zellen von! bis 150^ C; als Effekt ist angegeben die
Leitfähigkeitszunahme, berechnet in Prozenten der Leitfähig-
keit bei 2 Volt. Unterhalb 90 <> Izeigm die drei Präparate ge-
ringere Änderungen des Spannungseffektes als oberhalb dieser
Temperatur. Diese plötzliche Änderung in der Gegend von
90^ ist offenbar durch die nunmehr (einsetzenden inneren
Umlagerungen im Selen veranlaßt. Die zwischen und 90 ^
beobachteten DiffeTen>zen des Spannungseffektes erklären sich
hauptsächlich durch die Hysteresiserscheinungen bei der Er-
wärmung ; da bei jeder Beobachtungstemperatur nicht so lange
gewartet wurde, bis der Widerstand keinerlei Änderung mehr
erfuhr, so waren die gemessenen Leitfähigkeiten für Selen
mit negativem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes alle
zu klein, für metallisches Selen zu groß. Daher ninunt auch
der Spannungseffekt für metallisches Selen von bis 25 ^ C zu,
dann wieder ab, während die 2 anderen Zellen von Anfang an
Abnahme izeigen. Man darf annehmen, daß bei allen Tem-
peraturen, die keine inneren Umlagerungen her-
— 86 —
vorrufen, der Spannungseffekt annähernd kon-
stant ist, wenn man mit den Messungen bis zur
Erreichung konstannter Widerstände wartet.
Brown (455) xmtersuchte den^ Spannungseffekt an einem
SelenkristaU bei niedrigem und hohem Druck. Bei niedrigem
Druck nahm die Leitfähigkeit infolge Steigerung der Span-
nung von 1,4 auf 143 Volt xan 416 o/o der hei 1,4 Volt beobjach-
teten Leitfähigkeit *zu (Kurve; I in Fig. 58), während bei hohem
Druck die entsprechende Zunahme nur 33 o/o betrug (Kurve II).
^SJrüM
Piff. 98.
Um «u untersuchen, ob 4er Spannungseffekt vielleicht die
Folge der in der Sel^mselle auftretenden Wärmeentwick-
lung ist, hat Luterbacher (359) die in' der Zelle erzeugte
Joule'sche Wärme aus Widerstand und Spannung be-
rechnet. Die entsprechende Kurve der Jouleschen Wärme
ist in Fig. 54 eingezeichnet; ihr Verlauf zeigt, daß der
Spannungseffekt nicht die Folge der Wärmeentwicklung sein
kann. Einwandfrei ergibt sich die Richtigkeit dieser Behaup-
tung aus meinen Versuchen an metallischem Selen, das die
Erscheinimg deutlich zeigt, obwohl jede Erwärmung eine Ab«
nähme der Leitfähigkeit bewirkt.
Auch Polarisation kommt als Ursache des Spaxmungs-
effektes nicht in Betracht, da meine metallischen Zellen selbst
nach 30 Minuten langem Anlegen von 110 Volt nicht eine
Spur von Polarisation zeigten. Übrigens ist ja die Erscheinung
— 87 —
auch bei Wechselstrom !zu beobachten. Aus dem gleichen
Grunde ist es auch unmöglich, daß ungleiches Erwärmen der
Kontakte der Zelle durch den Meßstrom die Ursache sei; bei
der großen Leitfähigkeitsänderung müßte die Wärmedifferenz
80 groß sein, daß nach dem Ausschalten der Stromquelle ein
deutlicher Thermoeffekt auftreten müßte.
Um Gewißheit darüber zu erlangen, ob die momentane
oder allmähliche Leitfähigkeittfzunahme bei Vergrößerung der
Spannung etwa nur ein Vorgang ist, der sich an einer Elektrode
abspielt, ließ ich den Strom mehrmals etwa eine halbe Stunde
durch eine metallische Zelle gehen und kehrte dann den
Strom plötzlich um. Die Zelle besaß nun auch in der umge-
kehrten Richtung die vergrößerte Leitfähigkeit; offenbar ist
also eine Widerstandsänderung des Selens selbst eingetreten.
Ein etwas geringerer Ausschlag nach der Stromwendung er-
klärt sich durch die Erholung der Zelle infolge der Strom-
unterbrechung.
Die Lichtempfindlichkeit nimmt mit Vergrößerung der
Spannung je nach der Art des Selenpräparates mehr oder
minder ab (Ries 384, 406, 427, Pochetino 382). Wenn einige
Forscher (Glatzel 375, Brown 455) die Abnahme der Licht-
empfindlichkeit mit Zunahme der Spannung nicht beobachten
konnten, so liegt dies daran, daß entweder die DifÜgrenz der
angelegten Spannung nur sehr gering war oder das Präparat
den Spannungseffekt nur schwach zeigte. Die Empfindlich-
keitsabnahme läßt sich am besten an Zellen mit hohem Span-
nimgseffekt feststellen.
Bei schwacher Belichtung und 2 Volt Spannung erhielt
ich an einer Zelle eine Empfindlichkeit von 190 o/o, bei 110
Volt eine solche von 113 o/o. Es *war also eine deutliche
Empfindlichkeitsabnahme eingetreten. Als ich nachher sofort
wieder 2 Volt anlegte, betrug die Empfindlichkeit 132 o/o und
nahm dann wieder zu. Demnach wird die einer bestimmten
Spannung entsprechende Lichtempfindlichkeit durch vorüber-
gehendes Anlegen einer höheren Spannung herabgedrückt.
Die Zelle behält aber bei der niedrigeren Spannung den tiefen
Empfindlichkeitswert nicht dauernd bei, sondern erholt sich
wieder und nähert sich erst rasch, dann langsam seinem Nor-
malwert.
Aus den zahlenmäßigen Angaben von Kaempf (397) ist
zu ersehen, daß die Lichtempfindlichkeit unter 20 Volt unge-
fähr konstant blieb, von 20—100 Volt aber rasch abnahm; die
weiteren Änderungen wollen wir übergehen, da die Zelle dann
ein anomales Verhalten annahm. '»
Ober den Einfluß der Spannung auf die Trägheitserschei-
nungen vergl. S. 143.
Da in einer Selenselle mit einer Widerstandsabnahme im
allgemeinen auch eine Empfindlichkeitsabnahme verbunden
— 88'—
ist, kann uns der Rückgang der Lichtempfindlichkeit bei Ver*
größerung der Spannung nicht auffallen. Worauf beruht nun
aber der Spannungseffekt? Meiner Meinung (384) nach han-
delt es sich bei dem Spannungseffekt bezw. bei der momen-
tanen und allmählichen Leitfähigkeits'zunahme um eine Leit-
fähigkeitsänderung des Selens selbst, hervorgerufen durch eine
Auslösung von Elektronen aus dem Atom. Stromerhföhung
wirkt auf das Selen ähnlich wie das Licht; beide vergrößern
seine elektrische Leitfähigkeit. Auch 'zeigt das Selen schon
im Dunkeln die bekannten Trägheitserscheinungen. Legt maxt
eine Zeitlang eine höhere Spannung an, so wird für jede
tiefere Spannung die Leitfähigkeit vorübergehend erhöht. Die
gleiche Wirkung hat das Licht; nach jeder Steigerung der
Lichtintensität ist die Leitfähigkeit für eine geringere Licht-
stärke vorübergehend vergrößert. Ferner ist nach Anwen-
dung «iner höheren Spannung be^zw. einer größeren Licht-
intensität die Lichtempfindlichkeit der Zelle für jede niedri-
gere Spannung bezw. Lichtstärke vorübergehend vermindert.
Nehmen wir nun an, daß diese gleichartigen Erscheinungen
die gleiche Ursache haben, so beruht der Spannungseffekt auf
einer Auslösung von Elektronen aus dem Selen. Unter dem
Einflüsse der elektrischen Kraft werden Elektronen vom Atom
losgetrei^t, so daß die Zahl der für den Stromtransport zur
Verfügung stehenden Elektronen und somit die Leitfähig-
keit wächst. Für die Annahme von elektronischen Vorgän-
gen beim Spannungseffekt hat sich auch Kaempf (397) aus-
gesprochen.
VI. Der Einfluß der Temperatur auf die
Lichtempfindlichkeit.
Da die elektrische Leitfähigkeit einer Selenzelle bei Tem«
peraturwechsel starken Änderungen unterworfen ist und !zwi-
schen Leitfähigkeit und Lichtempfindlichkeit eine sehr enge
Beziehung (S. 62) besteht, so muß mit jeder Temperaturände-
rung eine Empfindlichkeitsänderung verbunden sein. Erwär-
men wir ein vollständig kristallisiertes Selenpräparat mit nega-
tivem Temperaturkoeffi^ienten des Widerstandes von Zimmer-
temperatur bis gegen den Schmelzpunkt, so beobachten wir
eine fortgeset2^e Leitfähigkeitszunahme. Da nun eine Leit-
fähigkeitserhöhung eine Abnahme der Lichtempfindlichkeit 2ur
Polg^ hat, muß bei einem Präparat dieser Art mit jeder Tem-
peratursteigerung ein Empfindlichkeitsverlust verbunden sein.
Der Versuch bestätigt die Richtigkeit dieser Überlegung. Die
Lichtempfindlichkeit einer gut auskristalli-
sierten Selenzelle mit negativem Temperatur-
Jcoef f izienten des Widerstandes nimmt bei Er-
ivärmuag von Zimmertemperatur bis gegen den
Schmelzpunkt erst rasch, dann langsamer ab,
um in der Gegend von 200^ ganz zu verschwinden
(Schrott 258, Sperling 292, Ries 315, Brown u. Stebbins 304 u. a.)
Fig. 59 veranschaulicht die von Sperling beobachtete Emp-
findlichkeitsabnahme bei Erwärmung von — 20" bis -f-I70''C.
Die Empfindlichkeit wurde gemessen durch die maximale rela-
tive LeitfähigkeitSTunahme an einem Präparat, das die soge-
nannte Ermüdung (S. 72) zeigte. Die zur Erreichui^; des
Leitfähigkeitsmazimums nötige Zeit nahm bei Temperatur-
erhöhung immer mehr 'ab und zwar von 3,5 Sekunden bei
— 200 bis 0,0136 Sekunden bei 170^ Bei — 20« C war die
Lichtempfindlichkeit auffallend groß, in der Nähe von -^5°C
unregelmäßig.
Die Kurve in Pig. 60 zeigt die Empfindlichkeitsabnahme
bei Temperatursteigerung, wie ich (315) sife an Präparaten mit
negativem Temperaturkoeffrzienten des Widerstandes beob-
achtet habe. Als Empfindlichkeit wurde die Leitfähigkeits-
zunahme, berechnet in Prozenten des Dunkelwertes, auf der
— 90 —
Ordinate aufgetragen. Die Kurve stimmt in ihrem Verlaufe
mit der Schrottschen sehr gut überein.
Daß die Lichtempfindlichkeit unter Null Grad sehr groß
ist, wurde schon von Pochettino (170, 382) beobachtet. Er
fand ein Maximum der Lichtempfindlichkeit bei — 40 o C;
bei der Temperatur der flüssigen Luft war die Empfindlichkeit
nur um 25 o/o geringer als bei Zimmertemperatur.
c
tf« jj?« is* io* /.ir« §0* ios* w* tia^ lioß
TsmptnUiir.
Fig. eo.
Wenn die Lichtempfindlichkeit sich in gleichem Sinne
wie der Widerstand des Selens ändert, so müßte eine ZeÜe mit
negativem Temperaturkoeffisienten des Widerstandes eine
immer höhere Lichtempfindlichkeit annehmen, je weiter wir
mit der Temperatur unter Null Grad heruntergehen. Wenn
nun Pochettino bei — 40^ ein Maximum erhielt, so brauchen
wir deswegen nicht anzunehmen, daß der bekannte Zusam-
menhang !Ewischen Widerstand luid Lichtempfindlichkeit nur
innerhalb gewisser Temperaturgrenzen gilt. Es ist vielmehr
sehr wahrscheinlich, daß bei — 40 ^ C ein Wendepunkt in
der elektrischen Leitfähigkeit der benutzten Selenzelle lag.
Wissen wir doch (S. 27), daß alle bei hohen Temperaturen
hergestellten Präparate innerhalb gewisser Temperatur^renzen,
die sich mit der Zeit leicht verschieben, einen positiven Tem-
peraturkoeffizienten des Widerstandes haben und daß eben
dieser Temperaturbereich vielfach unterhalb der Zinunertem-
peratur liegt. Es scheint mir daher wahrscheinlich, daß das
von Pochettino untersuchte Präparat unterhalb -^0 ^ innerhalb
eines wahrscheinlich engen Temperaturbereiches einen posi-
tiven Temperaturkoeffizienten des Widerstandes aufwies. Aus
dem genannten 'Zusammenhang zwischen Widerstand und
Empfindlichkeit ergäbe sich femer, daß eine Zelle mit metal-
lischer Leitfähigkeit bei Temperatursteigerung immer große e
Lichtempfindlichkeit erhalten müßte. Leider besitzen metal-
— 91 —
lische Selenpräparate immer nur innerhalb sehr enger Tem*
peraturgrenzen einen positiven Temperaturkoeffizienten de»
Widerstandesi so daß der iE|;npf indlichkeitssteigerung eine nahe
Grenjse gesetzt wäre.
Meine Anschauung (508), daß die Lichtempfindlichkeit
sich in gleichem Sinne wie der elektrische Widerstand ändere
und daß ein Wendepunkt in der Widerstandskurve auch einen
Wendepunkt in der Empfindlichkeitskurve bedinge, scheint
mir ein Versuch von Marc (192) vollständig 2U bestätigen.
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Temperatur in Graden Celsius.
Fig. 61.
HO
7000
In Fig. 61 geben die Kurven W und E die Veränderungen des
Widerstandes bezw. der Empfindlichkeit mit der Temperatur
für ein und dasselbe Präparat von Marc an. Beide Kurven be-
sitzen zwischen und 10 ^ einen Wendepunkt und zwar ein
Maximum; Widerstand und Empfindlichkeit gehen also nahe-
zu parallel. Daß beide Höchstwerte nicht .vollständig zu-
sammenfallen, kann durchaus nicht auffallen', dia bei derarti-
gen Versuchen Stunden vergehen, bis der Widerstand für die
jeweilige Temperatur auch nurlumähemd konstant geworden
ist. Wir sehen, wie die Empfindlichkeit ^zugleich mit dem
Widerstände scharf ansteigt und wieder rasch abfällt. Zur
Beleuchtung wurde bei dem beschriebenen Versuche blaues
Licht verwendet, bei roter Belichtung ergab sich eine ähnliche
Empfindlichkeitskurve.
Qlatzel (394) hat die Empfindlichkeit eines Präparates in
dem Temperaturbereich von bis — 70 ^ festgestellt und eine
— 92 —
fortgesetzte Empfindlichkeits- und Widerstandszunahme bei
abnehmender Temperatur erhalten (Fig. 62).
Wenn es gelänge, ein metall^ch leitendes Präparat her-
zustellen, das auch bei hohen Temperaturen noch "metallische
Leitfähigkeit aufweist, so ließe sich durch Temperaturer-
höhung die Empfindlichkeit beträchtlich steigern. Leichter
gelingt dies sicher durch starke Abkühlung eines Präparates
mit negativem Temperaturkoeffizienten des Widerstandes.
Keines der beiden Verfahren hat indes für praktische Zwecke
besondere Bedeutung, da die Empfindlichkeitssteigerung in
beiden Fällen mit einer beträchtlichen Widerstandserhöhung
verbunden ist und für die Praxis nicht die Empfindlichkeit
einer Zelle, sondern der Strom- bezw. Nutzeffekt maßgebend
ist (S. 68).
%..^4ym.^M>^^i^t^ ^i^ C^^^
Fiff. 63.
Selenpräparate, die nicht vollständig kristallisiert sind,
zeigen bei Temperatursteigerung bis in die Gegend des
Schmelzpunktes infolge molekularer Umwandlungen große
Veränderungen der Lichtempfindlichkeit. Schratt (258) er^
hitzte ein Amorphes Selenpräparat 1 Stunde in destilliertem
Wasser bei 100^, wobei es schwarz {geworden war, kühlte es
dann ab und erwärmte es nun langsam bis 210^. Die Kurve
in Fig, 63 veranschaulicht die Empfindlichkeitsänderungen bei
— 93 —
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ü§' i¥0 ^» ^fift 999 tM^
Fig. 63.
Temperaturerhöhung von 20^ bis 210 o. Zunächst nimmt die
Lichtempfindlichkeit bei Temperaturzunahme ab» wie wir es
erwarteten. Dann tritt in der Gegend von 60^ eine kleine
Unregelmäßigkeit auf. Ich erinnere daran, daß) amorphes
Selen beim Erwärmen in dieser Gegend weich wird (S. 21)
und daß vielleicht hierin die Ursache der Unregelmäßigkeit
liegt. Zwischen 8Ö und 100<) ist die Empfindlichkeit am g)e*
ringsten und dann tritt ein rasches Ansteigen ein. Offenbar
findet hier eine Peuchtigkeitsabgabe und eine molekulare Um-
wandlung statt, durch welche die Lichtempfindlichkeit ver-
größert wird. Schließlich muß bei weiterer Temperatureir-
Jiöhung die Empfindlichkeit wieder abnehmen.
^
40 tC SO mt 90 f^ Or ^^ 'O^ fß0 l^
i
Pif. 64.
— 94 —
Ein ganx ähnliches Verhalten zeigte ein Präparat, das
durch längeres Stehen in Chinolin (S. 14) kristallinisch gemacht
worden war. Die Empfindlichkeit sank. mit zunehmender Tem-
peratur stetig (Fig. 64), war bei llO^' sehr gering und stieg von
da ab bis 130^, um nachher wieder absninehmen. Offenbar
findet bei 100—110^ eine Feuchtigkeitsabgabe und nachher
eine innere Umwandlung des Selens in eine empfindlichere
Form statt.
Schließlich sei hier noch ein Versuch von Schrott (258)
mit verschiedenfarbigem Licht angeführt. Ein Präparat, das
aus geschmolzenem Selen dadurch gewonnen worden war,
daß man die Selenmasse unter beständigem Streichen mit
einem Glasstab erkalten ließ, wurde von 10 iauf 210 <> erwärmt
und die Empfindlichkeit a) für weißes, b) für rotes, c) für
grünes Licht bei verschiedenen Temperaturen festgestellt. Die
Kurven W, R und O in Fig. 65 veranschaulichen die ent-
ifyf^y^^^m^ /ä;
«^' iU^ f»^ W
Fig 65.
Sprechenden Änderungen der Lichtempfindlichkeit bei stei-
genden Temperaturen. Während hei weißem und rotem Licht
die Empfindlichkeitsabnahme einen annähernd gleichen Ver-
lauf izeigt, sinkt bei Bestrahlung mit grünem Lichte die Emp-
findlichkeit mit Temperaturzunahme sehr rasch. Vergl. hier-
über auch den nächsten Abschnitt.
I
— 96 —
Vn. Abhängigkeit der Lichtwirkung von
der Stärke und Farbe des Lichtes.
Da die Empfindlichkeit des Selens für die einfachen Licht-
farben mit der Lichtintensität sich ändert, kann die Frage
nach der Abhängigkeit des Effektes von der Lichtstärke nur
schwer von der Frage nach dem Einflüsse der 'Wellenlänge
des Lichtes getrennt werden. Ein allgemein gültiges Gesetz
über den Zusammenhang von Lichtwirkung 'tmd Lichtstärke
einerseits, von Lichtwirkung und Lichtfarbe andererseits läßt
sich nicht aufstellen, da die Selenzellen je nach ihrer Her-
stellung, der Art und Intensität der Lichtquelle, der Vorbe-
lichtung und Temperatur für LichteindrUcke recht verschie-
dene Empfindlichkeit besitzen.
Nach Rosse (17), Adams (18), Bemdt (2Q2) u. a. ist die
Änderung der Leitfähigkeit des Selens bei Belichtung' unge-
fähr der Quadratwux'zel aus der Lichtintensität proportional.
Es gilt also das Gesetz:
i)D=:C •]/r=c y
h
WO D die Leitfähigkeitsänderung, C eine Konstante, J die
Lichtstärke bedeutet.
Siemens (21) und Hopius (189) finden, da& die Leitfähig-
keit des Selens sich ungefähr proportional mit der Kubikwurzel
aus der Lichtstärke ändert, was annähernd durch folgendes
Gesetz ztun Ausdruck konunt:
II)D «C .]/j = C . JVt
POr mittlere Intensitäten ist nach Pfund (404) der Zu-
sammenhang zwischen der Energie J dier Lichtquelle und der
Leitfähigkeitsänderung bezw. dem Galvanometerausschlag D
mit großer Annäherung durch das Gesetz gegeben:
III.) D- C JP,
wo C und ß konstant sind, wenn sich die Wellenlänge des
Lichtes nicht ändert. Um ß zu erhalten, braucht man nur die
den Energien J^ tmd J^ entsprechenden Ausschläge D^ und
D2 zu verzeichnen. Aus
D.==C.J,
D, - C . J,3
folgt ß - '°gPi/P«
logJi/J,
— 96 —
ß ist mit der Wellenlänge veränderlich. In Fig. 6ö stellt die
ausgezogene Kurve die verschiedenen Werte von ß für einen
Wellenlängenbereich von 450 — 850 ftfi dar, die gestrichelte
Kurve gibt die Empfindlichkeit der Zelle für die einfachen
Lichtfarben gleicher Intensität an.
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600
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Fif . 66.
Es ergab sich, daß ß für die Spektralgebiete vom Violett
bis «zum Gelb nahezu gleich 1/2 ist. Die von Pfund aufge-
stellte Beziehung stimmt also für die kürzeren Wellenlängen
mit den Ergebnissen von Rosse, Adams und Bemdt überein.
Dagegen fand Pfund bei Annähenmg an das rote Spektral-
gebiet eine starke Zunahme von ß, so daß im tiefen Rot und
Ultrarot ß den Wert 1 annimmt. Nicholson (424) bestätigt
die Richtigkeit dieses Ergebnisses \ind fand, daß die Beziehung
I> fc= C . JV« auch für das ultraviolette Gebiet bis zur Wellen-
länge 230 fifi gilt. Bei diesen Versuchen war die Selen«. Ue
121/2 Sekunden lang dem Lichte ausgesetzt, bis die Messung
vorgenommen wurde. Als die Ezpositionszeit verrirgert
wurde, zeigte sich eine Zunahme des Wertes von P. Wurde
die Belichtung der Zelle aber in je4em einzelnen Falle solange
fortgesetzt, bis die Leitfähigkeit einen konstanten Wer^ ange-
nommen hatte, so erwies sich ß annähernd konstant und
für das ganze Spektrum gleich 1/2.
Wir haben die Selenzellen bezüglich ihrer Empfindlich-
keit früher (S. 73) in 2 Gruppen geteilt, in harte und weiche
— ^ —
Zellen. Erstere sind für schwacheis Licht wenig empfindlich,
findem aber bei kräftiger Beleuchtung ihren KViderstand be-
deutend; dagegen sind die weichen Zellen für schwache Licht-
eindrücke sehr empfindlich, werden aber bei kräftiger Be-
lichtung verhältnismäßig wenig beeinflußt. In Fig. 67 ver^
anschaulicht Kurve H die Widerstandsabnahme einer hartex^
Zelle, Kurve W diejenige einer weichen Zelle bei steigen-
der Lichtintensität (Hesehus 81, 188, Ruhmer 173, 177, Presser
288, Korn 378). Für eine weiche Drahtzelle und eine gravierte
Zelle erhielt ich (507) die in Fig. 68 daig^estellten Leitfähigkeits-
änderungen.
c
S
»9
Lichtstärke
Fig. 67.
Hesehus kam zu dem Gesetz:
IV.) J = a (b^ - 1).
wo m die Leitfähigkeit und a und b Konstanten sind; letztere
haben für weiches Selen ungefähr die Werte a = 5, b » 2.
Ruhmer stellt folgende Relation auf:
wo a die schwächere, b die stärkere Beleuchtung, W« und
VS^b die zugehörigen Widerstände bedeuten. Der Beleuch-
tungsezponent a liegt zwischen 0,25 und 0,35.
Da« S*Ub. 7
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LichtsiirkttL
Fig, 68.
Nach Presser gilt die Beziehung:
VI.) W
(J + b)*
und zwar bezeichnet W den Selenwiderstand, J die Licht-
stärke, K und b je «ine Kolnstante und % ein ;Miaß für die SW^eich-
heit der Zelle; letztere Größe lag üx allen. Fällen zwischen
1 und 1,5 und *zwar um )bo näher bei 1, je härter die Zelle war.
Athanasiadis (299) fand folgendes Gesetz:
VII.)J-kb(k-aK
wo J die Lichtstärke, k die Leitfähigkeit und a und b Konstan-
ten sind; für letztere wurden in einem Falle die Werte a =»
6,47, b = 0,087 gefunden, die Größe k = (1/W) . lO^. Aus den
2 Kurven in Fig. 69 ersehen wir die Widerstandsänderungen,
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Pif . 09.
— 99 — V
wie sie Athanasiadis für verschiedene Lichtstärken gefunden.
Die Widerstände sind hier auf der Abs^sse, die Lichtstärken
auf der Ordinate aufgetragen. Fig. 70 veranschaxilicht in glei-
cher Weise die Lichtwirkung des weißen, roten und blauen
einer Glühlampe.
^^'•^^Ä^T^yH#*^t
Fig. 70.
Die vorstehenden Gesetze wurden ia der Weise gewonnen,
daß zwischen den einzelnen Messungen längere Pausen* |g^-
macht wurden, damit sich die Zellen wieder erholen konnten.
Solchen Gesetzen kann natürlich keine allgemeine Gültigkeit
zukonunen, da sie auf die hysteretischen Einflüsse, die Licht-
nachwirkungen, keinerlei Rücksicht nehmen, während doch
in Wirklichkeit der Obergang von einer Lichtintensität zur
anderen sich meist sehr rasch vollzieht. Sperling (292) hat für
die Abhängigkeit der Leitfähigkeit von der Lichtstärke bei
direktem Übergang von einer Lichtstärke zur andern folgendes
Gesetz aufgestellt:
Vn.) D = a.ln(l + bJ),
wo a und b Konstanten sind, die von der Farbe und Licht-
intensität J abhängen. Die Beziehung zwischen Lichtstärke
und Leitfähigkeit für eine dünne Selenschicht gibt Sperling
durch die in Fig. 71 gezeichnete Kurve wieder; für dicke
Schichten erfolgt die Änderung nach einer Exponentialkurve.
Steigert man die Beleuchtungsstärke von Null bis zu einem
Höchstwerte und verringert sie dann wieder bis auf Null, so
fällt die aufsteigende Kurve der Leitfähigkeiten im allgemeinen
nie mit der abfallenden zusammen. Bei derartigen Versuchen
7*
— 100 —
* I
Lichtintenstti'i
Fi«. 71.
verschiebt man die Lichtquelle senkrecht zur Selenzelle und
bestimmt in verschiedenen Stellungen die Leitfähigkeit und
zwar entweder immer nach gleichen Belichtungszeiten oder
nach Erreichimg. der maximalen Leitfähigkeit. Je nach der
Art der Zelle und der Dauer der Belichtung sind die (Vorgänge
verschieden. Benützt man eine harte Zelle, . die erst nach
Stunden langer Belichtung das Maximum der Leitfähigkeit
erreicht, so erhält tavan bei kurz dauernder Belichtungszeit
offenbar ein anderes Resultat als bei Verwendimg einer wei-
chen Zelle, die starke Ermüdung zeigt. Im ersten Falle muß
der aufsteigende Ast tiefer liegen als der abfallende^ weil mit
der Dauer der Belichtung der Effekt immer mehr anwächst.
Im letzteren Fall aber liegt der abfaUendei Ast tiefer als der
ansteigende, da die Ermüdung sich immer mehr geltend
macht und den Effekt herabdrückt. Im übrigen müssen sich
die beiden Aste um so mehr nähern, je länger die Belichtungs-
zeit ist, weil dann die allmählichen Änderungen weniger ins
Gewicht fallen.
Die Kiu*ven in den Figuren 72 bis 74 zeigen uns die Ver-
suchsergebnisse von Carpini (223). Bei dem ersten] Versuch
(Fig. 72) wurde die Zelle in jeder Stellung 3 Minuten^ l>ei dem
zweiten (Fig. 73) je 5 Minuten, bei dem dritten. (Fig. 74) je 20
Minuten belichtet. Man sieht, daß die beiden Aste mit wach-
sender Belichtungsdauer sich immer mehr' nähern« Das ver*
wendete Selenpräparat gehörte zur Gruppe der harten Zellen.
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Fig. 75 veranschaulicht die Resultate von drei Versuchen,
die Sperling (292) an einer weichen Zelle, welch« die Er-
müdung zeigte, angestellt hat. Kurve I bezieht sich auf lasche,
II auf mittlere, III auf langsame Änderung der Liebtinten sität.
Die ganze Versuchsdauer betrug im ersten Falle 39, im zweiten
180, im dritten 830 Sekunden. Bei kurzer Belichtungsdauer
lag der abfallende Ast höher als der aufsteigende (Kurve I),
bei langer Belichtungszeit ergab sich das entgegengesetzte Re-
— 103 —
sultat (Kurve III). Die Versuche wurden mit einfachem Licht
und 2war mit blauem ausgeführt.
Fig. 76 zeigt die Abhängigkeit der Leitfähigkeit von der
Lichtstärke, wie sie Jaenichen (441) für weißes Licht gefunden
hat. Auf der Abszisse ist die Lichtstärke in Lux, auf der Ordi-
nate die Leitfähigkeit aufgetragen. Jede Zelle wurde zweimal
in der Weise geeicht, daß jedesmal die Beleuchtungsstärke
von Null bis zu einem Höchstwerte gesteigert und dann wieder
bis auf Null vermindert wurde. Die stark ausgezogene Kurve
zeigt den Mittelwert aus allen 4 ;Ablesungen, während die ge-
strichelte und die punktierte Kurve d^ie Einzelwerte veranschau-
lichen. Bei der Rückkehr vom Höchstwert lagen die Leit-
fähigkeitswerte stets tiefer als bei dem Aufstieg, was auf die
Ermüdung zurückzuführen ist. Die Ableslüngen erfolgten in
allen Fällen erst nach 40 — 60 Sekunden langer Belichtung,
nachdem die Leitfähigkeit bezw. der Galvanometerausschlag
einen annähernd konstanten Wert angenommen hatte.
An einer harten Zelle, die ich (503) je 4 Minuten lang mit
Licht von verschiedener Intensität bestrahlte, beobachtete ich
eine auffallende Regelmäßigkeit. Die Stärke des Lichtes
verhielt sich bei den 3 Versuchen, die an drei verschiedenen
— 104 —
Tagen angestellt wurden, wie 1:2:4. In iPig. 77 ist der zeit
liehe Verlauf der Erscheinung graphisch dargestellt; auf der
Abszisse ist die Zeit in Minuten, auf der Ordinate die Leit-
fähigkeitserhöhung, ausgedrückt in Prozenten des Dunkelwer-
tes, atifgetragen. Es zeigt sich, daß für gleiche Leitfähigkeits-
zunahme bei den verschiedenen Lichtstärken das Produkt
aus Lichtstärke und Belichtungszeit konstant
war; so betrug z. B. für eine Leitfähigkeitszunahme von ca.
160 o/o dieses Produkt 4, während es für ca. 135 o/o ungefähr
gleich 2 war. Es konnte also an dieser Zelle ein bestimmter
Effekt auch mit z mal so schwacher Lichtintensität erzielt
werden, wenn man nur die Belichtungszeit dafür x mal so
|;roß machte. Dieses tlresetz dürfte indes hur innerhalb ge-
wisser Grenzen für Zellen bestimmter Art Gültigkeit haben.
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Fif . 77.
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Wir wollen nunmehr die Farbenempfindlichkeit
des Selens d. h. die Abhängigkeit der Empfindlichkeit von der
Farbe des Lichtes eingehender behandeln. Viele Forscher
haben die einfachen Farben des Spektrums vom ultravioletten
bis zum ultraroten Ende und umgekehrt der Reihe nach auf
eine Selenzelle einwirken lassen und sogenannte Empfind-
lichkeitskurven, WeUenlängenempfindlichkeitskurven, gezeich-^
net. Auffallender Weise weichen die Angaben der Forscher
weit von einander ab und es existiert kaum ein Wellenlängen-
bereich, in dem nicht ein Maximum der Empfindlichkeit ge-
fimden worden wäre. In den meisten Fällen kam den roten
Strahlen die größte Wirkung zu. Da die älteren Forscher
gewöhnlich irgend eine Lichtquelle in ihre spektralen Farben
— lOft —
•
zerlegten und diese der Reihe nach auf eine beliebige Zelle
einwirken ließen, beziehen sich ihre Angaben nicht auf Licht-
farben gleicher Energie) so daß die gefundenen Resultate
nicht mit einander verglichen werden können. Dagegen sind
in neuerer Zeit seit Pfund (215) xmd Sperling (292) vonlnehre-
ren Seiten sehr exakte Messungen mit einfachen Lichtstrahlen
gleicher Energie gemacht worden. Erst die neueren Versuche,
insbesondere die wertvollen Arbeiten von F« C. Brown über
die Selenkristalle, haben mit Sicherheit erwiesen, daß die
Farbenempfindlichkeit des Selens je nach der
Kristallisation, der Lichtstärke, dei' Belich-
tungsdauer, der Vorbelichtung und Temperatur
sehr verschieden sein kann. Eine Selenzelle
enthält im allgemeinen mehrere Kristallformen
von verschiedener Farbenempfindlichkeit. Das
graue kristallinische Selen selbst hat keine
charakteristische Kurve der Farbenempfindlich-
keit, in einer Selenzelle kommen vielmehr alle
vorhandenen Kristallformen mit ihrer verschie-
denen Farbenempfindlichkeit zur Wirkung. Da
die Kristallform von der Höhe der Kristallisationstemperatur
abhängt, muß die Art des Erhitzungsprozesses von großem Ein-
fluß auf die Farbenempfindlichkeit sein. Außerdem hat sich
gezeigt, daß die charakteristische Kurve einer einzelnen Selen«-
zelle unter verschiedenen Versuchsbedingungen Änderungen
erfährt; besonderen Einfluß zeigten die Lichtstärke, die Be-
lichtungsdauer, die Vorbelichtung tmd die Temperatur. Bei-
mengungen zum Selen vermögen die Lichtempfindlichkeit her-
abzusetzen, haben aber keinen Einfluß auf die Lage der Emp-
findlichkeitsmaxima. Die Farbenempfindlichkeit ist also un-
abhängig von Metallzusätzen zum Selen (Pfund 215, Brown
433, Abonnenc 431).
Da eine Zelle bei andauernder Belichtung keine konstante
Leitfähigkeit besitzt, wurde der Effekt von den einzelnen
Forschem immer nach gleichen Belichtungsfzeiten oder nach
Eintritt der maximalen Leitfähigkeit gemessen« Lichtstrahlen
gleicher Energie wurden gewöhnlich mit Hilfe eines* Radio-
mikrometers, Bolometers oderThermjoelements gewonnen. Aus
den neuer^i Versuchsergebnissen hat sich das für die Elektro-
technik besonders wichtige Resultat ergeben, daß die Parben«-
empfindlichkeit des Selens zum Teil in dei^ Hand des Kon-
strukteurs liegt.
Pfund (215, 336) fand an seinen Selen'zellen ein ausge-
sprochenes Empfindlichkeitsmaximum für rotes Licht von der
Wellenlänge 700 fifi; die Empfindlichkeit wächst, wie die
Kurve „Leitfähigkeit'' in Fig. 78 zeigt, von 1000 fifi langsam
und von 800 fifi sehr rasch gegen 700 fifi, um gegen 600 fifi
schnell abzufallen; mit noch kleinerer Wellenlänge bleibt
— 106 —
MO 500
iOOO
Pif • 78.
die Empfindlichkeit nahezu konstant« Zur Herstdlung homo-
gener Lichtstrahlen gleicher Intensität konzentrierte Pfund
jedes homogene Strahlenbündel auf die berußte Lötstelle eines
Radiomikrometers nach Boys und verringerte die Energie auf
einen solchen Betrag, daß sie stets den gleichen Ausschlag
des Mikrometers hervorbrachte. Die Ablesung erfolgte immer
dann, wenn der Galvanometerausschlag ein Maximum erreicht
hatte, was 2—3 Minuten vx Anspruch nahm.
Die beiden anderen in Fig. 78 gezeichneten Kurven geben
die Reflexion und Absorption des Selens an, gemessen an
sehr dünnen Schichten von 4,5 . 10~~'^ mm Starke. Da die
Absorption vom roten bis zum violetten Teile des Spek-
trums beständig ansteigt, reichen die optischen Eigenschaften
des Selens die Erklärung des Empfindlichkeitsmaximums nicht
aus. Nach dem Verlauf der Absorptionskurve sollte das
Maximum der Lichtempfindlichkeit im Violett oder nach den
Untersuchungen von Comu (100) im Ultraviolett liegen. Pfund
erklärt das Auftreten des Empfindlichkeitsmaximums für die
dünnen Schichten, die für die Leitfähigkeitsänderungen im
Lichte und die Absorption in Betracht kommen, durch die
Tatsache, daß der spezifische Widerstand metallisicher Schich-
ten bis zu einer Schichtdicke von der Xjrößenordnung 10~~^
mm konstant bleibt, mit abnehmender Schichtdicke aber sehr
rasch wächst. Dieser Fall ist auf das belichtete Selen un-
mittelbar anwendbar, weil der erhöhte Strom lediglich in der
sehr dünnen Oberflächenschicht geführt wird. Da bei einer
- 107 —
WeDenlänge von 700 fi^ die Eindringungstiefe des Lichtes und
somit die Dicke der stromführenden Schicht gerade gleich der
,4mti8chen'' Schichtdicke und bei kleinerer WeUenlänge klei-
ner als diese ist, so muß in diesem Gebiete eine gewaltige Leit-
fähigkeitsabnahme auftreten, welche die von 'der Absorption
herrührenden Wirkungen aufhebt. Wenn nun ^die Wellen-
länge, bei der das E«mpfindlichkeitsmazimum' auftritt, von der
Bindringungstiefe abhängt, so muß mit Zunahme der Licht^
Intensität xmd somit der Eindringungstiefe die Lage des Maxi-
mums nach der Seite der kürzesten Wellen hin verschoben
werden. Um diese Anschauung auf ihre Richtigkeit zHi prüfen,
nahm Pfund die Empfüidlichkeitskurve an einem Selenprä-
parat a) bei starker, b) bei bch'wächerer Belichtung auf. Fig. 79
Fig. 79.
veranschaulicht die Ergebniißse dieser Versuche. Die ausge-
zogene Kurve a stellt die Empfindlichkeitskurve für intensive
Beleuchtung (gezeichnet in kleinerem Maßstab), Kurve b die-
jenige für schwächeres Licht dar. Die Lage des Maximums
scheint tatsächlich bei der stärkeren Beleuchtung eine kleine
Verschiebung nach der Seite der kürzeren Wellenlängen er-
fahren !zu haben. Überzeugend wirkt das Versuchsresultat frei-
lich nicht, denn die Verschiebung ist hxxt unbedeutend; ge-
nauen Aiifschluß würde eine Untersuchung an einer Selen-
schicht bringen, die noch dünner ist als die kritische Schicht-
dicke, da an ihr das Empfindlichkeitsmaximum im Rot ganz
fehlen müßte.
— 108 —
Aus späteren Versuchen von Pfund (404) mit der gleichen
Zellenart und verschiedener Lichtintensität ergab
sich, daß bei geringer Lichtstärke das Empfindlichkeitsmazi-
mum im Rot tatsächlich verschwindet (Kurve I in Fig. 80) und
an seine Stelle ein schwaches Maximum im Grüngelb tritt.
Mit zunehmender Beleuchtimg aber wird das Maximum im
Rot immer ausgeprägter, ohne seine Lage im' geringsten zu
ändern. Es wurden 4 Versuche unternommen» bei denen
die Lichtstärken sich wie 1:4:9:16 v^hielten (Kurvenl I bis
IV in Fig. 80); die Belichtung dauerte bei Jeder Messung 12,5
Sekunden. Bei zunehmender Lichtstärke wächst 'das Maxi-
mum im Grüngelb viel weniger als das im Rot; eine Ver-
schiebung der Lage des roten Maximums nach kürzeren Wel-
lenlängen bei zunehmender Lichtstärke ist nirgends zu be-
obachten.
eoo
500 , , ÖOO
— A infdjLi
Piff. 80.
Nach Sperling (292) besitzen allgemein die blauen
Strahlen die größte Lichtwirkung. Auf Grund theoretischer
Betrachtungen kommt Sperling zu .dem Schlüsse, daß Prä-
parate mit überwiegend unmetallischem Selen besonders stark
von den blauen Strahlen beeinflußt werden, während metal-
— 109 —
tische Präparate mehr auf rotes Licht reagieren. Dann mttflte
aber die Höhe der Kristallisationsten^peratur auf
die Farbenempfindlichkeit von gans besonderem Einflüsse
sein, ein. Ergebnis, das später von mehreren Forschem be-
stätigt wurde« Aus den Forderungen Sperlings ergäbe sich,
dafi bei Erhitzungstemperaturen von mehr als 200 ^ eine Selen-
art entsteht, die besonders auf rotes Licht reagiert, während
das bei tieferen Temperaturen auskristallisierte Selen sein
Empfindlichkeitsmazimum im brechbareren (blauen) Teil des
Spektrums hätte. Dieses Ergebnis stimmt mit den Beob-
achtungen von Brown (S. 124) an Selenkristallen überein, wider-
spricht aber den texpmmentellen Forschungsresultaten von
Dietrich (S. 116) an Selen'zellen.
Pochetino (382) erhielt den Höchstwert der Empfindlich-
keit bei einer etwas kleineren Wellenlänge als Pfund, etwa
bei 680 fifi; außerdem beobachtete er Nebenmaxima in d^n
WeUenlängenbereich von 460—530 vm. Während die Höchst-
werte für rotes Licht stets an der gleichen Stelle auftraten,
war die Lage der Nebenmazimia etwa um 70 ^)i verschieden
(Fig. 81),
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iC. tl. \
Mich<olson (424) untersuchte die Farbenempfindlichkeit der
Selenzelle für einfache Lichtfarben gleich« Intensität vom
Ultrarot bis Ultraviolett. Die Energie wurde mittels eines /
— HO —
bochempf indlichea Thermoelementes festgestellt ; die Messung
der Leitfähigkeit erfolgte in jedem Falle erat nach ITX/^
Sekunden laxiger Belichtungsdauer» Die Ergebnisste der Be-
obachtungen sind in Fig. 82 graphisch dargeBteUt, wo auf <ler
Ordinatenachse die Leitfähigkeiten, auf der Abssissenachse
die Wellenlängen aufgetragen sind. Bei 700 t^\i zeigt sich das
(xote) Mazimumy in der Nähe von 600 |uif& ein Minimum; die
Ultraviolettempfindlichkeit ist bis 230 v^ii recht beträchtlich.
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2(?ff ^00 600
We//er?/ä/?ge
Fig. 82.
800yU/X
Vorbelichtung ist von groAem Einfluß auf die Farben-
empfindlichkeit des Selens (Marc 192). Nach Marc und
Pochettino (382) steigert Vorbelichtung mit weißem oder
blauem Licht die Empfindlichkeit für rotes Licht, während
rotes Licht keinen Eixifluß auf die Empfindlichkeit fttr blaue
Strahlen ausübt. Das Selen verhält sich also in diesem Punkte
ähnlich wie das Jodsilber.
Nicholson (424) nahm auf Veranlassung von. Pfund Emp"^
findlichkeitskurven für verschiedenfarbiges Licht auf an ZeK
len, die gleichzeitig dauernder Bestrahlung mit einfachem
Lichte ausgesetzt waren. Die Ergebnisse der Versuche wer-
den durch die Kurven in Fig. 83 veranschaulicht. Kiu^e 1
zeigt die gewöhnliche Empfüidlichkeitskurve, wie sie ohne
gleichzeitige dauernde Bestrahlung für Strahlen verschiede-
ner Wellenlänge und gleicher Intensität gefunden wurde.
Bei 'dem durch Kurve 2 dargestellten Versuch wurde die
Zelle dauernd ultraroter Bestrahlung ausgesetzt, wodurch ihre
Leitfähigkeit tun das 2V2f^ch<5 stieg, und die gleichzeitige
Wirkung einfacher Lichtfarben gleicher Intensität auf
die Zelle festgestellt. Der Einfluß der dauernd ultraroten
— IM —
Bestrahlung ist ganz beträchtlich. Während die Empfindlich-
keit für Violett bis Orange nur etwas vermindert wurde, fehlt
das Maximum im Rot fast vollständig und die Zelle ist bei
etwa 750 fifi praktisch unempfindlich. Die Trägheit der Zelle
wurde sehr merklich herabgesetzt. Ein ganz; ähnliches Ver-
halten zeigte die Zelle, wenn sie idauemd roter Belichtung
ausgesetzt war.
500 600 700 yU/^
Wellenlänge
Flf. 83.
Wesentlich anders verhielt sich die Zelle, wenn sie dau-
ernder grüner Belichtung ausgesetzt wurde, wodurch ihre Leit-
fähigkeit auf das dreifache stieg. Kurve 1 in Fig. 84 stellt
wieder die gewöhnliche Empfindlichkeitskurve dar, während
Kurve 2 die Leitfähigkeitsänd^rungen für die verschiedenen
Wellenlängen bei gleich'zeitiger grüner Belichtung veran-
schaulicht. Die Empfindlichkeit für die kurzwelligen Strah-
len jenseits des roten Maximums war fast gleich Null, wäh-
rend sie für Rot und Ultrarot nur eine geringe Abnahme
zeigte. Die Trägheit war sehr ausgeprägt.
Aus den Versuchen ergibt sich, daß leine Bestrahlung mit
einfachem Lichte die Empfindlichkeit der Selenzelle gegen
eben diese Lichtfarbe beträchtlich herabsetzt.
Nicholson (424) untersuchte femer die Empfindlichkeit
des Selens für einfarbiges Licht gleicher Energie bei ver-
schieden großer Expositionsdauen Die Versuchsergfeb-
nisse sind in Fig« 85 graphisch dargestellt ; die eine Kurve gibt
die Empfindlichkeit bei 15 Sekunden langer Belichtung an,
während bei dem anderen Versuch ßi^ Belichtung solange fort-
— U2 —
eoo roc jUjU
Wel/en länge ^
Fif.84.
gesetzt wurde, bis die Leitfähigkeit einen konstanten Wert
annahm; dies beanspruchte natürlich je nach der Wellenlänge
verschieden lange Zeiten. Am Schlüsse der Belichtung wurde
dann inuner die Messung der Leitfähigkeit vorgenommen.
Die Figur zeigt deutlich die Zunahme der Trägheit mit der
10
\
16 -
10 .
5-
JOO
000 700
Wellenlänge.
Fig. 8S.
iOOJÜLJbU
— 113 —
Wellenlänge. Während die beiden Kurven bis in die Nähe
des roten Spektralgebietes parallel laufen, weichen, sie im
roten und ultraroten wesentlich von einander ab.
Nach Brown und Sieg (433) hat das Selen als solches keine
charakteristische Kurve der Farbenempf uidlichkeit ; vielmehr
muß das Vorhandensein von 2 oder 3 lichtempfindlichen For-
men im Selen angenommen werden. Die wesentlichen Fak-
toren für die Verschiedenheit der Kurven sind jedenfalls ver-
schiedene Kristallformen. Jede Kristallform aber hat eine
bestimmte charakteristische Kurve. In einer Selenzelle
werden also alle vorhandenen Kristallformen, jede mit*
ihr^ verschiedenen Farbenempfindlichkeit, zur Wirkung kom-
men. Die charakteristische Lichtempfindlichkeitskurve einer
einzelnen Zelle ist zweifellos durch ihre Herstellung bedingt«
Bei Anwendung ^viqrschiedener Spannungen ergab sich
kaum eine Änderung in der Form der Kurve. Daß die spektrale
Reihenfolge der Bestrahlung nicht von Einfluß auf die Form
der Empfindlichkeitskurve, erkennt man aus Fig. 86. Kurve I
wurde dadurch erhalten, daß bei der Messung der EmpHndlich-
keit mit der kürzesten Wellenlänge begonnen und dann zu
immer größeren Wellenlängen übergegangen wurde; bei Kurve
II war das Verfahren umgekehrt. Das Empfindlichkeitsmaxi-
mum lag in beiden Fällen an der gleichen Stelle bei ca.
730 fijJt. Die verwendete Zelle war von Ruhmer.
$59 Hf iS9 6S9 fS9 iS9j^ßlU
Fiff. 86.
Einen gleichen Versuch unternahm Elliot (462) an einei
Zelle, dielein Maximum in der Gegend von 630 fxfji hatte, indem
er zuerst von kürzeren zu längeren Wellenlängen (Kurve I in
Dai S«]«D.
8
— U4 —
¥»a *t9 Ütr lotf iinr ncoßuu
Pif . 87.
Fig. 87) überging und dann umgekehrt (Kurve II) verfuhr.
Auch hier erwies sich die Reihenfolge der Bestrahlimg ohne
Einfluß auf die Lage des Empfindlichkeitsmazimums.
Pfund fand ein Maximum der Empfindlichkeit in der Ge-
gend von 700 fifiy das bei {geringer Lichtstärke verschwand
(S. 108). Ebenso erhielten Brown und Sieg (416) bei großer
i^
5»r
» n» nt
^l'h
Fig. 88.
— 116 —
Lichtintensität ein ausgesprochenes Maximum für 800 ^fx, von
dem bei kleiner Lichtintensität nicht eine Spur zu beobachten.
war» Fig. 88 :seigt 4 Kurven, die bei verschiedener Lichtstärke
gewonnen wurden. Während die Kurven I und II neben einem
kleineren Maximimi in der Gegend von 700 \nx ein ausgespro-
ebenes Empfindlichkeitsmaximum bei 800 ^fi haben, ist bei
in und IV die EmpfindUchkeit für kürzere Wellen größer
als in der Gegend von 800 }^t^. "
Eine auffallende Erscheinung zeigte sich bei diesen 'Ver-
suchen, als die Belichtungsdauer außeiordendich verkürzt
wurde. ISo blieb bei einer Belichtungszeit von nur 0,4 Sek.
die Empfindlichkeit innerhalb des Wellenlängenbereiches. von
460 bis 790 ^ifx (Kurve I Fig. 89) fast vollständig konstant. Es
war also die Änderung des Selenwiderstandes innerhalb diesler
Grenzen unabhängig von der Wellenlänge. Dagegen wurde
für eine Belichtungsdauer von 30 Sekunden die Kurve 11, bei
60 Sekunden die Kurve in erhalten.
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Fiff. M.
8»
— 116 —
Dietrich (436, 478) hat durch umfangreiche Versuche f e^t«
gestellt, daß die Hö^e der Erhitzungstemperatut, die Dauer
d^ Erhitzung und die Ai^ der Abkühlung bei dem Kristallisa-^
tionsprcyzeß von ganz besonderem Einfluß tauf die Farben^
empfindlichkeit des Selens ist. Es sollen seine Resultate
wegen ihrer großen Bedeutung hier eingehender wiederge-
geben werden.
Die Kurven in "Fig. 90 zeigen die Farbenempfindlichkeit
eines Präparates, das 4 Stxinden lang auf 210^ erhitzt worden
war, und zwar wurde Kurve I bei einer 8mal so großen Licht-
stärke erhalten als II. Die Zelle war besonder^ empfindlich für
kurzwelliges (blaues) Licht, während den roten Strahlen nur
eine schwache Wirkung zukam. Das Maximum der Emp-
findlichkeit lag offenbar bei 500 fifi.
^ Sdc ^ ^ ^/^
FiC. 90.
Ein in gleicher Weise hergestelltes Präparat, das eine
Stunde auf 210 ^ und dann 4 'Stunden auf 200 ^ gehalten wor-
den war, zeigte das durch Fig. 91 wiedergegebene Verhalten.
Die Kurve I 'wiu-de bei einer 10,5 mal so großen Lichtintensität
gewonnen als Kurve II. Hier tritt bereits bei starker Belich-
tung in der Gegend von 700 fifi isine Unregelmäßigkeit auf.
^Fig. 92 stellt die Empfindlichkeitskurven für ein Präparat
dar, das 1/2 Stunde au! 210 <> und :daün 6 Stunden auf 190 <) er-
hitzt worden war. Bei schwacher Beleuchtung (Kurve II)
sehen wir wieder bei 500 ^^ ein Maximum, bei 1 1 mal so starker
Beleuchtung tritt außerdem ein deutliches Maximum in der
Gegend von 720 fifji auf (Kurve I).
— U7 — •
tOO/i/4/.
Piff. 91.
MMuJiA.^.
Piff. 93.
Schließlich wurde ein Präparat eine halbe Stunde bei
2100 \ind dazm bei 170^ auskristallisiert. In kräftigem Lichte
trat ein ausgesprochenes Maximum bei 700 |üifi auf (Kurve I
in Fig. 93), während die Empfindlichkeitskurve bei 3,4 mal
90 schwacher Belichtungsstärke (Kurve II) keine bestimmten
- 11« —
4vy
St0
SM 700 ^0/>^.
Pif. 93.
Maxima erkennen läßt. Bei kräftiger Belichtung überwiegt
hier die Empfindlichkeit für Rot entschieden diejenige für
Blau.
Man ersieht aus dieser Versuchsreihe, daß sich beim
Obergang zu tieferen Kristallisationstemperaturen die Parben-
empfindlichkeit nach dem längeren Wellenlängenbereich ver-
schiebt und daß an Stelle der Violettempfindlichkeit ein aus-
. gesprochenes Maximum für rotes Licht sich ausbildet. Dieses
Maximimi im Roten wird besonders durch langsame Abküh-
lung begünstigt. Kurve I in Fig. 94 ist charakteristisch für
8(fif/U4o
s
Fif . 94.
— 119 —
I
I I I I
^ ^90 i» Tat e^/c
Zellen, die langsam gekühlt werden; sie »eigen ein Maximum
bei 700 (ajüi. Dageg^i wtirde durch. Brhiueni «uf 210 ^ und rasche
Kühlung ein Maximum bei 500 |ifi erhalten (Kurve II in Fig. 94).
'Bei s^r langer Erhitzung auf 180^ entstanden 2 Empfindlich-
keitsmaxima; beide waren von imgefähr gleicher Größe und
sehr scharf bestimmt und zwar bei 440 |üi|üi bezw. 710fi|A.(Pig.95).
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— 120 —
Im idlgemeinen kann man also 2 Arten von Selenzellen
unterscheide^^ Zellen, die ihr Empfindlichkeitsmazimum im
Blau oder Violett haben, und Zellen, die besonders stark auf
rotes Licht reagieren.
Die lerste Art, die sogenannte Dietrichzelle, ändert ihren
Charakter bezüglich der Farbenempfindlichkeit nicht, wenn
die Stärke und Dauer der Belichtung wechselt. So wurde
Kurve I in Fig. 96 bei 50 mal bo großer JLichtintensität gewon-
nen als Kurve II. Daß die Änderung der Belichtungszeit keinen.
Einfluß auf die Form der Kurve hat, erkennt man ohne 'weite-
res aus Fig. 97; Kurve I wurde bei einer Belichtungsdauer
von 0,4 Sekunden» Kurve II bei 30 Sekunden Ezpositionsdauer
gewonnen«
\
m^^^^ - I
J»r
^j)^.
Fig. 97.
Die zweite Zellenart, die besonders auf rotes Licht reagiert
und von Dietrich als Giltayt3rpe bezeichnet wird» ändert mit
dem Wechsel der Lichtstärke die Gestalt der Empfindlichkeita-
kurve. Die Fig. 98 läßt das Verhalten dieser Zellenart*bei ver-
schieden starker Beleuchtung erseheui Kurve I wurde bei der
Lichtstärke 8,4 und 4 Sekunden langer Bestrahlung erhalten,
Kurve II bei der Lichtintensität 1 und bei 0,4 Sekunden langer
Belichtungsdauer. Das Maximum für rotes Licht verschwin-
det also mit Abnahme der Lichtintensität und Belichtungs-
dauer inuner mehr und die Giltay-Kurve geht in eine Dietrich-
Kurve über. Damit wird das bereits von Pfimd (S. 108) gefun-
dene Resultat bestätigt.
Wurden die Messungen an den fertigen Zellen bei ver-
schiedenen Temperaturen vorgenommen, so zeigten sich
starke Verschiebungen der Maxima. bei der Y]rilta3rt3rpe, wäh-
rend die Dietrichzelle gegen Temperaturschwankungen weni-
ger empfindlich war; Fig. 99 stellt die Kurven dar, die mit
— 121 —
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Pif . 98.
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Fiff. 99.
— 122 —
dem Dietrichtyp erhalten wurden. Kurve I zeigt: die Empfind-
lichkeit für die verschiedenen Wellenlängen J>ei einer Tem-
peratur von 230, Kurve II bei .61 ^ III bei 81,5» und IV bei
132^ für ein und dieselbe Zelle. Die Belichtungsdauer war
in den 3 ersten Fällen je 5 Sekunden. Die Empfindlichkeit
für die brechbareren Strahlen nimmt mit Temperaturelrhöhung
merkbar ab, während sie für die langwelligen Strahlen weni-
ger beeinflußt wird. Bei der Giltaytype trat mit Zunahme der
Temperatur eine Verschiebung des roten Maximiuns nach dem
längeren Wellenlängenbereich ein. Fig. 100 zeigt drei Kxirven,
die an ein und demselben Giltay-Präparat bei 20^ (Kurve I)
bezw. 59 <^ (Kurve II) berw. 92 <^ (Kurve III) gewonnen wurden.
M/u^.
Fig. 100.
Nach Abkühlung tritt jedoch das Maximum der Empfindlich-
keit wieder an der ursprünglichen Stelle auf, wie aus Fig. 101
ru ersehen ist. Die Kurven V und N, von denen die erste
vor, die zweite nach Erwärmung einer Giltayzelle erhalten
wurde, stimmen in ihrer Form gut überein. Durch eine vor-
übergehende Temperaturähderung wird demnach der Charak-
ter einer Zelle bezüglich ihrer Farbenempfindlichkeit nicht
geändert.
Diese Beobachtung Dietrichs, daßf sich mit Temperatur«»
erhöhung das Empfindlichkeitsmaximum für rotes Licht nach
dem ultraroten Ende des Spektrums verschiebt, wird durch
die Versuchsergebnisse von Elliot (462) bestätigt. Letzterer
«f<J«
fand, daß beim Cbergang m sehr tiefen Temperaturen das
im Rot liegende Maximum nach' kleineren Wellenlängen
rückt. Kurve I in Fig. 102 zeägt die Lage des Maximums bei
Zimmertemperatur (-|-23,SC C). Als die Temperatur auf
— lOOi^C erniedrigt und der Versuch wiederholt wurde, war nicht
bloß eine Verschiebung des Maximums um 'nahezu 100 fifi
nach dem kurzwelligen Teil des Spektrums, sondern auch
eine Erweiterung des Empfindlichkeitsbereiches nach dem
langwelligen Ende bis zu 2000 (ifi ^u beobachten (Kurve H).
*r Hr m «r m
mif-
Schließlich sei noch auf die viel Hlteren Versuche von
Marc (192) hingewiesen. Er fand bereits, daß die Empfind-
lichkeit für die einzelnen Lichtfarben tich mit der Tempe-
— 124 —
ratur in verschiedenem Mafie änderte und zwar waren die
Änderungen je nach der Konstruktion der Zellen verschieden.
Ober die Abhifingigkeit der Parbienempfindlichkeit von der
Temperatur vergl. auch vorigen Absthnitt.
Gxioße Verdienste um die Selenforschimg efwarben sich
Brown und Sieg durch ihre .Untersuchungen an S(elenkristallen.
Brown (456) erhielt bei Erhitrung des Igeschmolsenen Selens
auf 190 bis 220 ^ C während 1 bis 2 Wochen nadelförsnige
Kristalle des hezagonalen Systems^ Wurde jedoch ge-
schmolzenes Selen bei 170^C während langer Zeit im Vakuum
oder auch bei 190^ C unter Atmosphärendruck erhitzt, so
entstanden Kristalllamellen des monoklinen Systems. I>ie
Kristalle wurden zu den Untersuchungen zwischen Elektroden
festgeklemmt.
$^^
>^y^
Fig. 103.
Die Kurven in Fig. 103 zeigen die Farfoenempfindlichkeit
von 2 verschiedenen Kristallen von, Brown (434). Kurve 1
wurde erhalten mit einem Kristall, der bei hoher Tempe-
ratur von ca, 200 aus dem Schmdzfluß' gewonnen worden
war; das Maximum der Empfindlichkeit lag bei ca. 750 ^fi-
Wesentlich anders verhielt sich ein bei tieferer Kristallisa-
— 126 —
i
tionsteinperatur (ca. 150^ C) erhaltener Kristall^ der neben
einem kleinen Maximum in der Gegend von 750 fifi ein große*
res bei 550 jifi besaß (Kurve 2). Auffallender Weise hat
Dietrich (S. 116) an Selenzellen bei sehr hoher Kristallisations-
temperatur ein Maximum bei 500 (iH^, bei niedrigerer aber ein
Maximum in der Gegend von 700 (ifi, also ein entgegengeset^es
Resultat gefunden^
ssr/i/c.
Fiff. 104«
Sehr interessant war das Verhalten eines nadeiförmigen
Kristalles (Kurve I in Fig. 104^ und eines Lamellenkristalles
(Kurve II) gegen verschiedenfarbiges Licht. Brown und Sieg
(470) beobachteten im ganzen untersuchten Gebiet ein be-
ständiges Anwachsen der Lichtempfindlichkeit bei abnehmen-
der Wellenlänge. Die maximale Empfindlichkeit lag also hier
offenbar im Ultravioletten. Die Lichtenergie mußte größer
gewählt werden als es durchschnittlich der Fall war.
Im allgemeinen kamen Brown und Sieg (432, 449, 455)
bei ihren Untersuchungen an den Selenkristallen zu folgen-
den Resultaten: Pie elektrische Leitfähigkeit ist durch den
ganzen Kristall verteilt. Durch Druck und elektrische Kräfte
läßt sich die Leitfähigkeit erhöhen; der Leitfähigkeitszuwachs
erfolgt aber nur an derjenigen Stelle, an der die Kraft
selbst angreift. Dagegen ist der Lichteffekt im Selenkristall
nicht «an die belichtete Stelle gebunden, er dehnt sich über
1 cm seitwärts von der belichteten Stelle, sogar auf andere
angewarchsene imd gegen Licht geschützte Kristalle aus. Die
Kristallformen sind je nach der Herstellimg und Behandlung
verschieden. Dies erkennt man z. B. lan den Empfindlich-
— 126 —
kehskurven als Punktion der Wellenlänge für gleiche ab-
sorbierte Energie; sie sind für die einzelnen Kristalle ver«
schieden und zeigen im allgemeinen dieselbe Form wie
die entsprechenden Kurven verschiedener Selentypen. Jede
einzelne Kristallform hat ihre eigene charakteristische Kurve,
die in ihrem Lauf unabhämgig ist von Druck, Potential-
differenz und Lichtintensität. Dagegen ist die Form der Kurve,
wie wir gleich sehen werden, wesentlich bedingt diuch die
Richtung des Lichtes inbezug auf die kristallographischen
Achsen der Kristalle und unter bestimmten Bedingungen auch
von der Polarisation des Lichtes abhängig.
Da die Kristalle Doppelbrechung zeigen, war zu erwartent
daß sie bei Beleuchtung nach verschiedenen Achsen ver-
schiedene elektrische Eigenschaften aufweisen. Wenn die
Beleuchtung in der Richtung des Pfeiles T (Fig. 105) auf die
$90
Tot m SfOjV^
Pift. 105.
breite Fläche fiel, nahm die Empfindlichkeit bei 660 |üifi rasch
zu luid zeigte ein breites Maximum, bei einer mittleren Lage
von 740 (Afi. Bei Beleuchtung in der Richtung 2 setzte die
Zunahme erst bei 720 |üifi ein, das Maximum lag in der Gegend
von 790 fifJi. Beleuchtung in der Richtung 3 führte zu einem
Maximum bei 760 fifx. Die Verschiebung des Maximums bei
Ändenmg der Beleuchtungsrichtung bezw. der beleuchteten
Seitenfläche kann also bedeutend sein.
Polarisiertes Licht vermag unter bestimmten Bedingimgen
die Empfindlichkeitskurve zu beeinflussen. Bei Änderung des
Einfallswinkels erhielten Brown und Sieg (449) an einem La-
mellenkristall verschiedene Empfindlichkeitskurven. Für einen
Winkel von 60 ^ trat eine ausgesprochene S&nderung 4n dem
Charakter der Kurve auf (Kurve 60 in Fig. 106), während für
größere und kleinere Winkel die Form der Kurve so gut wie
— 127 —
4r A? Rv «» ^JV^
Fig. 10«.
unverändert blieb. Die Kurven bezw. 30 be«w. 82 wurden ge-
wonnen bei Einfallswinkeln von bezw. 30 biesw. 82 o. Bei
ihnen liegt das Empfindlichkeitsmazixnum an der gleichen
Stelle» während es bei einem Einfallswinkel von 60 ^ wesent-
lich nach dem längeren Wellenlängenbereich verschoben ist.
Vm. Abhängigkeit der Leitfähigkeit und
Lichtempfindlichkeit vom Druck«
Es ist eine bekannte Tatsache, daß eine Selenzelle, bei
der das Selen zwischen den Elektroden eingeschmolzen ist,
einen wesentlich geringeren Widerstand hat als ein Selen-
präparat, bei welchem eine dttnne Selenschicht lediglich zwi-
schen zwei Elektroden festgeklemmt wird. Während bei dem
zuletzt genannten Selenpräparat der Kontaktwiderstand von
Selen und Eldktrode (ganz "beträchtlich ist, bleibt er bei der
Selenzelle verhältnismäßig gering. Bei Anwendung eines Druk-
kes wird daher in dem ein,en Falle der Übergangswiderstand
erheblich herabgesetzt, während dies bei der Selenzelle kaum
mehr der Fall ist. Es wird (Deshalb bei dem Selenpräparat
die Einwirkung des Druckes auf das Selen selbst überdeckt
durch die Herabminderimg des Kontaktwiderstandes. Bei der
Beurteilung der von den einzelnen Forschem gefunde-
nen Resultate müssen wir diese Tatsache in Betracht ziehen.
Übt man auf graukristallisches Selen einen
Druck aus, so sinkt sein elektrischer Widerstand.
Brown (imd Stebbins (304) erhielten an Selenzellen in dem
Bereich von 1—450 Atmosphären eine Widerstandsabnahme
von 0,05 bis 0,3 o/o für 1 Atm. Druckänderuncr, Montto (308)
bei einem Druck von 3000 Atmosphären eine solche von
0,5 bis 2 o/o. Während Brown und Stebbins bei Drucken bis
450 Atm. nur geringe oder fast gar keine Hysteresis beobach-
teten, fand Mo^t^ daß der Widerstand nach Anwendung
\
— -128 —
eines sehr hohen Druckes sich nur langsam seinem Ursprung*
liehen Wert wieder nähert imd sogar eine dauernde Änderung
aufweist.
Nach dem allgemein gültigen Gesetz über den Zusammen-
hang von Widerstand und Lichtempfindlichkeit (S. 64) müßte
bei Brucksteigerung zugleich mit der Widerstandsabnahme
ein Empfindlichkeitsverlust verbunden sein. Tatsächlich fan-
den Brown und Stebbins (269) bei Drucken zwischen *und 600
Atm. eine ungefähr dem Drucke proportionale Ab-
nahme der Lichtempfindlichkeit. Dieter Einfluß
des Druckes ist ein unmittelbarer \md nicht etwa durch Ände-
rung des Kontaktwiderstandes hervorgerufen« Besonders wich-
tig ist die Tatsache, daß die prozentuelle Abnahme des An-
fangswiderstandes bei Belichtung die gleiche ist, mag der
Anfangswiderstand durch Druck oder Temperaturerhöhtin|^
herabgesetzt worden sein. Diese Beobachtung bestätigt iaufs
neue, daß die Empfindlichkeit zugleich mit dem Widerstand
abnimmt, gleichgültig auf welchem Wege die Widerstands-
abnahme erzielt wird.
Erschütterungen erweisen sich von Einfluß a\if die Träg-
heit des Selens, indem nach längerer Belichtung die Rückkehr
zum Dunkelwert diu-ch Klopfen eine sprunghafte Beschleuni-
gung erfährt (Hesehus 7^—81). Durch Abfeilen (Brown 369)
oder Bearbeitung der Selenoberfläche mit dem Sandstrahl
(Giltay 336) erhält ein Selenpräparat eine vorübergehende Leit-
fähigkeitsänderung. Abschaben auch nur einer kleinen
Selenmenge bewirkt an einem normalen Präparat eine L^it-
fähigkeitserhöhUng ; im Lichte ist die Leitfähigkeit auch er-
höht, die Empfindlichkeit aber geringer. Die Leitfähigkeit
kehrt erst nach sehr langer Zeit (ca. 1 Monat) auf ihren ur-
sprünglichen Wert zurück, die Erholung geht also sehr lang-
sam vor sich. Negativ lichtempfindliches Selen (S. 162) ver-
hält sich beim Abfeilen der Oberfläche entgegengesetzt, indem
es eine Leitfähigkeitsabnahme zeigt (Brown 369) ; die Erholung
nimmt ebenfalls sehr lange Zeit in Anspruch.
Brown (434, 455, 458) untersuchte den Einfluß des Druckes
auf die Leitfähigkeit und Lichtempfindlichkeit von Selen-
kristallen. Die Versuche wurden in der Weise ausgeführt,
daß er einen Lamellenkristall zwischen zwei Elektroden fest-
klemmte und letztere mit einer Stromquelle und einem elektri-
schen Meßapparat verband. !Der Druck wurde in der Richtung des
Stromes ausgeübt, die Druckmehrung durch Gewichtsauflage
erzielt. Eine Druckzunahme von 180 Atmosphären erhöhte
die Leitfähigkeit der Kristalle im Dunkeln um das 120 fache.
Auffallender Weise war dabei die absolute Lichtempfindlich-
keit proportional der Dunkelleitfähigkeit, erst bei sehr hohen
Drucken nahm sie ab und wurde etwa bei einer Million
Atmosphären praktisch gleich Null. Die untere Kurve in
Fig. 107 zeigt die Veränderung der Leitfähigkeit mit dem
Drucke im Dunkeln, die obere im Lichte.
Mittels der in Fig. 108 vergröflert dargestellten Anordnung
wurde bald am £nde 1, bald am Snde 2 der Druck und die
Beleuchtung geändert und die Wirkung verfolgt. Wurde am
Ende 2 der Druck geändert, so konnte dadurch die Leitfähig-
keit bei 1 in keiner 'Weise beeinflußt werden. Es zeigte sich,
daß die Erhöhung der Leitfähigkeit durch Druck nur an der-
jenigen Stelle des Kiistalles auftritt, an der die Kraft selbst
angreift. Der Druckeffekt überträgt sich nicht auf Teile außer-
halb der Druckstelle, Wurde dagegen das Ende 2 beleuchte^
Pi(. 107.
SO änderte sich die Leitfähigkeit an 1 beinahe ebensoviel als
am beleuchteten Ende 2. Der Lichteffekt im Selenkristall ist
also nicht an die beleuchtete Stelle |;ebunden, er dehnt sich
auch auf die g^en Licht geschützten Stellen aus. Der Licht-
effekt ist also anderer Natur als der mechanische Seleneffekt,
Wurde der Druck am Ende 2 erhöht, so nahm die absolute
Lichtempfindlichkeit an diesem Ende beinahe proportional
dem Drucke zu, während am Ende 1 keinerlei Änderung eintrat.
Aus Unregelmäßigkeiten bei sehr kleinen I>rucken ergab eich
eine kleine Wirkung des K^mtaktwiderstandes Elektrode-Selen.
— 130 —
Aus der Proportionalität bei weiterer Druck^unahme schloA
aber Brown, daß für die Druck- und Lichtwirkung aur Vor-
gänge im Selen selbst maßgebend seien.
Die Beobachtung von Brown, daß die Lichtempfindlich-
keit von Selenkristallen proportional mit der Leitfähigkeit bei
Druck2runahme anwächst, ist eine höchst merkwürdige Er-
scheinung; denn in allen anderen Fällen, in denen die Dun-
kelleitfähigkeit unter irgend welchen Einflüssen zimimmt, fällt
die iLichtempf indlichkeit ab. Es yräxe daher auffallend, weim an
Selenkristallen bei Anwendung eines mechanischen Druckes
das sonst allgemein gültigeGesetz über denZusanmienhang von
Leitfähigkeit und l^ichtempfindlichkeit keine Geltung haben
sollte. Es lagern sich hier offenbar 2 Wirkungen übereinander,
zumal Brown selbst die Beobachtung gemacht hat, daß bei
hohen Drucken die Lichtempfindlichkeit der Kristalle mit
Zunahme der Leitfähigkeit abnimmt. Auch haben Brown
und Stebbins (S. 269) an Selenzellen allgemein eine ungefähr
dem Drucke proportionale Abnahme der Lichtempfindlichkeit
beobachtet.' Wenn ein Kristall lediglich zwischen 2 Elek-
troden festgeklemmt wird, scheint mir der Übergangswider-
stand Elektrode-Selen bei niedrigeren Drucken wes^itlich
größer zu sein als der Widerstand des Kristalles selbst, so
daß der Lichteffekt kaum zur Geltung kommen kann; je mehr
dann der Kontaktwiderstand durch den Druck herabgesetzt
wird, desto mehr macht sich der Einfluß des Lichtes bemerk-
bar. Ist dann der Kontaktwid^rstand auf eine bestimmte Größe
gesunken, so daß der Gesamtwiderstand dadurch nicht mehr
wesentlich beeinflußt wird, so{ kommt die Wirkung des Druckes
auf 'den Kristall selbst zui Geltung und diese besteht in einer
Herabminderung der Empfindlichkeit. Meiner Meinung nach
hat eine fortgesetzte Druckzunahme eine langsame Empfind-
lichkeitsabnahme des Kristalles selbst und eine rasche Ab-
nahme des beträchtlichen Kontaktwiderstandes zur Folge, so
daß bei niedrigeren Drucken die an sich sehr hohe Empfind-
lichkeit des JCristalles mit der Druckzunahme zu wachsen
scheint. Daß es sich bei der genannten Erscheinung haupt-
hächlich um die Herabsetzung des Kontaktwiderstandes han-
delt, wird übrigens durch die Beobachtung von Brown selbst,
wonach sich der Druckeffekt nur auf die gedrückte Stelle be-
schränkt, ausdrücklich bestätigt.
— 131 —
IX. Die Trägheit des Selens.
Die Selenzelle verdankt ihre Bedeutung der Lichtemp-
findlichkeity jenerVunderbax*en Eigenschaft, daß die elektrische
Leitfähigkeit des Selens mit der Belichfting variiert, so daß
alle Lichtänderungen entsprechende Stromschwankungen her-i
vorzurufen vermögen. Dieses merkwürdige Verhalten des
Selens wäre für die Elektrotechnik von höchster Bedeutung,
wenn sich nicht eine recht störende Eigenschaft, die Träg-
heit des Selens, zugesellte. Mit dem jAuff allen der Licht-
strahlen nimmt nämlich die Leitfähigkeit jiicht sofort einen
konstanten Höchstwert an, sie erfährt vielmehr während der
Dauer der Belichtung wesentliche Veränderungen, die je nach
der Zellenart recht verschiedenartig sind; auch kehrt das elek-
trische Leitvermögen mit der Abdunkelung der Zelle nicht
augenblicklich auf den ursprünglichen Dunkelwert zurück, son-
dern nähert sich ihm nur allmählich und zwar erst rasch, danni
immer limgsamer. Gerade dieses Nachhinken der Selenzelle
nach der Verdunkelung wirkt recht störend. Die Trägheit des
Selens beeinflußt natürlich die bei Belichtungsänderungen auf-
tretenden Stromschwankungen ungünstig und setzt den Wert
des Selens beträchtlich herab. Man hat daher durch die
verschiedensten Mittel versucht, diesen Selenfehler zu be-
seitigen oder wenigstens nach Möglichkeit herab2aisetzen. Da-
zu ist natürlich eine genaue Kenntnis der Trägheitserschei-
nungen und ihrer verschiedenartigen Ursachen erforderlich«
Wir werden sehen, ^daß die Trägheit ides Selens von sehr
vielen l^aktoren abhängig ist.
1. Abhängigkeit der Trägheit von der.Sensibilisation.
Die 3 Kurven in Fig. 109 lassen die Leitfähigkeitsände-
rungen von drei verschiedenen Zellenarten bei fünf Minuten
langer Belichtung und nachfolgender Verdunkelung deutlich
erkennen. Die Leitfähigkeit der ersten Zellenart (Kurve I)
steigt mit dem Auffallen der Lichtstrahlen nur mäßig an,
um bei andauernder Belichtung noch kräftig amsnuxehmen.
Ahnlich verhält sich die Zelle bei Verdunkelung; die 1/eit-
fähigkeit geht nur allmählich gegen den Dunkelwert zurück
und hat ihn nach 5 Minuten noch nicht erreicht. Bei der
zweiten Zellenart (Kurve II) findet im Licht ein momentaner
rascher Anstieg und anschließend nur mehr eine geringere
Zunahme der Leitfähigkeit statt; bei Abdunkelung nähert sich
die Leitfähigkeit rascher dem Dunkelwert, erreicht ihn aber
auch nach 5 Minuten noch nicht« Kurve III schließlich steigt
fast momentan zu einem Höchstwert an^um erst rasch, dann
langsamer auf ein (Minimum abirufallea. Die Abnahme der
— 182 —
Piff. 109.
Leitfähigkeit bei andauernder Bestrahlung heißen wir Er-
müdung. Diese 2«ellenart erholt sich bei Verdunkelunjg an4
raschesten.
Zellen der 1. Art heißt man gewöhnlich hart, solche
der 2. und 3. Art weich (S. 73). Ersfere erhält man im all-
gemeinen durdi Erhitzen des amorphen Selens auf ca. 170 ^ C.
Zellen der 2. Art entstehen bei einer Kristallisationstemperaitur
von 195 bis 200^, während man bei laxigdauemder Erhitzung
über 200 <^ oder durch Kristallisieren geschmolzenen Selens
gewöhnlich Zellen der 3. Art erhält. Auch die Art dervAbküh-
lung ist von Einfluß auf die Eigenschaften der Zellen (S. 28).
Vergleichen wir die Belichtungskurven mit den Et-
holungskurven, so sehen wir zunächst, daß die Zellen
sich um so rascher erholen, je weicher sie ^ind. Dann fällt
uns auf,, daß die Trägheit nach äer Bestrahlkmg, die V e r d u n -
kelungsträgheit, größer ist als die Belichtungsträg-
heit d. h. die T^iigheit während der Bestrahlmig. Die Unter-
schiede in der Art der Leitfähigkeitszunahme während der
Belichtung entsprechen bei deni einzelnen Zellen den Unter-
schieden bei der Erbolimir* Wird eine Zelle eine bestünmte
Zeit andauernd dem Lichte ausgesetzt, so hat sie sich nach
der gleichen Zeit der Verdimkelung moch nicht atif den ur-
sprtknglichen Dunkelwert erholt. Wir sehen, daß in der be-
lichteten Selenzelle gleichisam eine Aufspeicherung von
Energie stattgefunden hat ; dasi Selen )}ehält sozusa^^en etwas
— 133 —
Licht zurück. Man hat dieses Nachhinken des Selens nach
erfolgter Belichtung auch als Nachwirkung des Lichtes
im Selen bezeichnet (Kalischer 90).
Die in Fig. 109 gezeichneten Trägheitskurven (Be-
lichtungs- und Erholungskurven) wurden in der Weise ge-
wonnen, daß man mit einem Galvanometer innerhalb länge-
rer Zeiträume, etwa von Minute zu Minute, nach erfolgter
Belichtung bezw. Verdunkelung die Ausschläge des Instru-
mentes beobachtete und nach diesen Ablesungen die ent-
sprechenden Werte einzeichnete. Diese Kurven haben je-
doch nbr filr diejenigen Anwendungsgebiete der Selenzellen
Bedeutung, bei denen es sich Um Wiedergabe langsamer
Lichtschwankungen handelt. Für alle Fälle aber, in denen
die Selenzelle zur Ausnutzung schneller Belichtungsänderun-
gen herangezogen werden soll, ist die Kenntnis kurzzeitiger
Trägheitskurven nötig. Derartige Kurven wurden unter Be-
nutzung eines Oszillographen für sehr kurze Belichtungs- und
Verdtmkelungszeiten von verschiedenen Forschem, insbeson-
dere von Glatzel (354, 375), aufgenommen. Ähnliche Versuche
mit intermittierender Beleuchtung wurden bereits
von BeUati und Romanese (53), sowie von Majorana (130) an-
gestellt; letztere fanden, daß der Widerstand des Sel^is b^
intermittierender Beleuchtung im allgemeinen unabhängig ist
von der Zahl der sekundlichen Belichtungen und Verdunke-
lungen. Dagegen ändert sich der Zellenwiderstand, wenn man
das Verhältnis von Belichtungszeit \^ zu Verdunkelungs^eit t^
ändert, wenn man also te. B. die Belichtungszeit dreimal so
klein als die nachfolgende Verdunkelung macht, so daß
ti : tg « 1 : 3 (Glatzel).
Belichtet man eine Selenzelle mit einer konstanten Licht-
quelle intermittierend, was mit dem photophonischen Rad
(S. 75) leicht möglich ist, so nehmen sowohl die maximalen
Leitfähigkeiten bei Belichtung ala auch die Diunkelwerte bei
den nachfolgenden Verdunkelungen sehr bald konstante Werte
an. Die Kurven in Fig. 110 und 111 zeigen die Leitfähigkeits-
Pi«. 110.
— 184 —
Fig. 111.
ändeningen für eine Zelle der 2. bezw. 3. Art bei intermittie-
render Beleuchtung (die entsprechenden Ändehingen für un-
unterbrochene Belichtung sind ^us den Kurven II und III
in Fig. 109 zu. ersehen). Die obere punktierte Kurve gibt die
Veränderung der maximalen Leitfähigkeiten bei den aufein-
ander folgenden Belichtungen, die untere pimktierte Kurve
die zugehörigen Dunkelwerte an. Die zwischen diesen beiden
Umhüllungskurven im Zickzack verlaufenden Kurven zeigen
die Schwankungen des die Zelle durchfließenden Stromes
während der intermittierenden Beleuchtung. Der Strom klettert
im ersten Falle (Fig. 110) allmählich hinauf luid pendelt dann
zwischen 2 festen Gren^Ewerten hin und her. Im 2. Falle steigt
er schnell an, um nachher wieder etwas abzufallen. In beiden
Fällen aber laufen die zwei Umhüllungskurven bereits nach
5 bis 6 Intermittenzen einander völlig jparallel, woraus man
ersieht, daß die Trägheit schon nach wenigen Lichtschwan-
kungen einen konstanten Wert anninmit.
2. Die Abhängigkeit der Trägheit von der Dauer und
Stärke der Belichtung.
Die Leitfähigkeit erreicht bei starker Lichtintensität für
harte und weiche Zellen viel rascher das Maximum als bei
schwacher Beleuchtung. Bei harten Zellen, deren Leitfähig-
keitszunahme in mä&igem Lichte dxirch Kurve I in Fig. 109
wiedergegeben ist, dauert es 4 bis 5 Stunden, bis das Maxi-
mum ^er Leitfähigkeit erreicht ist. Durch Steigerung der
Beleuchtungsstärke kann der Vorgang entsprechend abgekürzt
werden und zwar um so mehr, je weicher das Präparat ist. Bei
Zellen mit Ermüdung (Kurve III in Fig. 109) steigt die Leitfähig-
keit schon in den ersten Sekunden der Belichtung zum Höchst-
wert an. Bei schwacher Belichtung läßt sich dieses Anwachsen
des Leitwertes noph leicht verfolgen, während bei intensiver Be-
strahlung das Maximum schon in Bruchteilen einer Sekunde
erreicht wird. Sperling (292) erhielt den Höchstwert der Leit-
— 135 —
fähigkeit) als er das Licht einer Lampe in seine Farben zer-
legte, bei der energiereicben roten Strahlung an allen Zellen
in wenigen Sekunden, während sich bei den anderen Farben
das Maximum erst nach 30 — 60 Sekunden einstellte. Der wäh-
rend der Bestrahlung eintretende Rückgang der erhöhten Leit-
fähigkeit, den wir Ermüdung oder nach Sperling Schat-
teneffekt nennen, vollzieht sich erst rasch, dann langsamer
und erreicht bei mäßiger Beleuchtung erst nach ca. 4 Stunden
sein Ende; das Minimum der Leitfähigkeit stellt sich also
im allgemeinen erst xiach Stunden langer Bestrahlung ein.
Die Rückk^r der Leitfähigkeit nach der Bestrahlung zum
ursprünglichen« Dunkelwert nimmt um 90 mehr Zeit in An-
spruch, je länger die Dauer und je größer die Intensität der
Beleuchtung war. Die Verdunkel\mgsträgheit wächst also wie
die Belichtungsträgheit mit der Dauer und Energie der Be-
strahlung. Nach Glatzel (394) nimmt die !Belichtungs- und
Verdunkelungsträgheit beim Übergang von 50 auf UOO Lux
ungefähr im Verhältnis von 1:3 zu; denmach ist die Träg-
heit für größere Lichtenergie verhältnismäßig
viel geringer als für schwache Beleuchtung, ein
für die Praxis höchst wichtiges Ergebnis. Nach Do well
(351) hängt die Form der Erholungskurve nur von der Größe
der anfänglichen Leitfähigkeitsänderung ab und nicht von
der Zeit, in )der sich diese Änderung vollzieht.
Fig. 112 zeigt die ErholunglBkurven einer Zelle von Torda
(260) nach einer Bestrahlxmg von 2,5 bezw. 10 bezw. 20;Sekun-
den langer Dauer.
Fi(. 112.
— 136
Misco (214) fand, daß bei intermittierender Beleuchtung
der Unterschied zwischen den Leitwerten bei Belichtung bezw,
Verdunkelung bald einen konstanten Wert annimmt und daß
diese Differenz der höchsten und tiefsten Leitwerte von der
Beleuchtungsstärke abhängt.
Licht.
'Je
1
2
5
Zeit in Minuten.
Piff. 113.
Ich (507) suchte eine harte und eine weiche Zelle aus,
deren Leitfähigkeitsänderungen bei mäßiger Belichtung durch
die Kurven H und W in Fig. 113 veranschaulicht werdenL
.Wurden die beiden Zellen parallel geschaltet, so traten bei
der gleichen Bestrahlung des Zellenpaares Veränderungen in
der Stromstärke auf, wie sie ungefähir Üurch die punktierte
Kurve der Figur dargestellt werden. Bei Anwendimg einer grö-
ßeren Lichtstärke aber zeigte die Jiarte Zelle geringere Trägheit,
die weiche Zelle aber größere Ertmüdung (Fig. 114) und bei
Parallelschaltung änderte sich die Stromstärke im Sinne der
punktierten Kurve. Es ist also auf diesem Wege nicht mög-
lich, für beliebige Lichtstärken einen konstanten Strom zu
erreichen. Die gleiche Beobachtimg konnte ich an Selen-
präparaten machen, welche die weiche imd harte Modifikation
in sich vereinigten.
— 137 —
»
d
\
3. Abhängigkeit der Trägheit von der Dicke
der Selenschicht.
Mit dem Auffallen der Lichtstrahlen erhält nur die äußere
Oberfläche eine erhöhte Leitfähigkeit; allmählich aber dringt
ein Teil des Lichtes ins Innere ein und erhöht auch die Leit-
fähigkeit der tiefer liegenden Schichten. Da sich die Ein-
wirkung des Lichtes auf tiefet Schichten nur allmählich
vollzieht, muß die Dicke der Selenschicht von Einfluß auf
die Trägheit sein. Nach Marc (282), Korn (333), Gripenberg
(396) u. a. wächst die Trägheit zugleich mit der
Schichtdicke des Selens. Tatsächlich zeigen die gra-
vierten Zellen, die ntir einen feinen Sielenüberzug erhalten,
nur ganz geringe Trägheit. Leider kann man die Schicht-
dicke nicht beliebig verringern; denn sehr dünne Selennieder-
schläge lassen sich hur recht schwer in die kristallinische
Form überführen und setzen dem Durchgange des Stromes
einen hohen Widerstand entgegen.
Marc erbrachte den experimentellen Nachweis, daß die
Trägheit mit der Dicke der Selenschicht abnimmt, auf fol-
gendem .Wege. In Fig. 115 sind 2 verschiedene Arten von
Selenpräparaten dargestellt, wie sie Marc konstruiert hat.
a sind die Elektroden, b ist bei Zelle I eine Glasplatte, bei
Zelle II eine Specksteinrolle, c stellt die Selenschicht dar.
Das Licht fällt in der Richtung der Pfeile auf. Während
nun bei den Zellen der 1. Art das Maximum der Leitfähigkeit
fast momentan mit dem Auffallen der Lichtstrahlen erreicht
wurde, trat dasselbe bei denjenigen der 2. Art. erst nach ca.
40 Minuten ein. Es zeigten also die Zellen der 1. Art, bei
denen das Licht auf die Stellen größter Stromdichte auffallen
— 138 —
II
L l L
Flg. 115.
konnte, weit geringere Trägheit als (lie anderen, die an der
Oberfläche dem Durchgang des Stromes einen größeren
Widerstand entgegensetzen als an tiefer liegenden Stellen.
Marc empfiehlt daher ^zar Herabminderung der Trägheit die
Selenzellen so zu konstruieren, daß die Lichtstrahlen auf die
Stellen größter Stromdichte auftreffen. Die Selenschicht zwi-
schen den Elektroden muß also gegen, die Oberfläche zu am
dünnsten sein, auch soll das Selen an der Oberfläche die
Elektroden nicht bedecken.
Marc berechnete die Tiefe, bis zu der das Licht im
Innern des Selens eindringt, 'zu ca. 8. 10~~^ nun auf folgendem
Wege. Ein Präparat mit einer 0,1 mm dicken Selenschicht
hatte die Leitfähigkeit 20. Wenn nun die Leitfähigkeit, bei
der keine Veränderung durch 'deis Licht mehr eintritt, !zu
ca. 100000 angenommen wird, so müßte das Präparat, falls
es in seiner ganzen Stärke durch das Licht verändert würde,
etwa die 5000 fache Leitfähigkeit annehmen! Da die tatsäch-
liche Änderung nur den vierfachen Wert ergab, berechnete
sich die wirksame Schicht zu ca. 8.10^^ nun.
Anknüpfend an die Berechnungen von Marc habe ich (383)
seiner Zeit darauf hingewiesen, daß die ins Innere eindringende
Lichtmenge doch nur sehr gering ist im Verhältnis zu der
auf die Oberfläche treffenden Lichtenergie und daß infolge der
Tiefenwirkung allein noch keine wesentliche Leitfähigkeits-
zunahme im V^laufe der Belichtung auftreten würde. Eine
besondere Rolle spielt hier die Tatsache, daß der spez. Wider-
stand metallischer Schichten bis >zu einer Schichtdicke von
der Größenordnxmg 10"^ mm konstant bleibt, mit abnehmen-
der Schichtdicke dagegen sehr rasch wächst. Fällt nun das
Licht auf eine Selenzelle, so muß die Dicke der Oberflächen*
, Schicht, die bei Bestrahlung eine erhöhte Leitfähigkeit erhält^
mit dem Eindringen des Lichtes erst rasch, dann langsam zu-
nehmen und sich so der kritischen Schichtdicke inuner mehr
nähern, Was eine allmähliche Widerstandsabnahme der ström«
führenden Schicht zur Folge hat. Die Tiefenwirkung
— 139 —
äußert sich also in Isweifacher Weise, es^ etfolgt
eine Leitfähigkeitssunahme teils infolge einer direkten Beein-
flussungv der tieferen Schicht, teils infolge Anwachsens der
stromführenden Oberflächenschicht bis sur kritisch^i Schicht-
dicke. Sobald das Licht bis tsur kritischen Schichtdicke ein-
gedrungen ist, fällt die Leitfähigkeitszunahme der zweiten Art
weg und nun winl die Empfindlichkeit verhältnismäßig wenig
wachsen. Die Richtigkeit dieser Anschauung wird durch die
Tatsache gestützt, daß die Annäherung an ein Maximum durch
Anwendimg großer Lichtintensität viel rascher erreicht wird
als bei schwacher Belichtung.
Brown (390) beobachtete die Änderung der Leitfähigkeit
bei verschiedenen Anfangsleitfähigkeiten und berechnete dar-
aus, daß bei seiner Zelle das Licht bis su etwa einem Achtel
der Dicke der Selenschicht eindringt. Nach seinen Unter-
suchungen dringt das Licht wesentlich tiefer in dais Selen
ein als Marc fand, und zwar bis iru 0,014 mm!.
Gripenberg (438) erhielt an einer Selenzelle mit einer
0,05 mm dicken Selenschicht, auf deren eine Seite die
Elektroden aufgepreßt waren (S. 55), annähernd die gleiche
Lichtwirkung, ob er die Vorder- oder Rückseite der Selen-
schicht belichtete. Demnach durchdrang das*. Licht die 0,05 mm
dicke Selenschicht fast vollständig. /
Glatzel (394) verwendete bei einer Untersuchung der
Frage, welcher Teil der Trägheit durch Diffusion in das Innere
des Selens sich erklärt, die in iFig. 116 dargestellte Anordnimg.
fuJ^a^ IZJuiMuMj^,
tAd^0Un.,
f&ifJaü.
Pif. 116.
»
Als Träger der Selenschicht, die absichtlich verhältnismäßig
stark gewählt wurde, benutzte er eine durchsichtige Glas-
platte. Auf die gegenüberliegende Seite der Selenschicht wa«
ren die Elektroden aufgepreßt. Wurde nun die Zelle auf
— 140 —
der Vorderseite (Elektrbdenseite) belichtet, so konnte stets
eine starke Beeinflussung der Empfindlichkeit festgestellt wer-
den, wenn gleichzeitig eine Belichtung von der Rückseite
erfolgte oder eine .Vorbelichtung durch die Glasplatte vor-
genommen worden war. Mag auch durch die beim Kristalli-
sieren entstehenden Lücken in der Selenschicht etwas Licht
nach der Vorderseite hindurchdringen, so nvufii nach Olatzels'
Anschauimg doch noch eine starke Diffusion an lichtemp-
findlichem Selen von den hinteren belichteten Stellen nach
vom vor sich gehen, die wesentlich größer angenonmien wer-
den muß, als sie sich aus den Marcschen Untersuchungen er-
geben hatte.
Schließlich sei noch auf die neueren Versuche von
Brown (434, 449, 455) an Selenkristallen von 1 bis 1,5 cm
Länge hingewiesen. Es eigab sich, daß der Lichteffekt nicht
an die belichtete Stelle gebunden ist, sondern sich auf den
ganzen Kristall, ja sogar auf andere angewachsene und gegen
Licht geschützte Kristalle ausdehnt.
Da somit das Licht in das Innere des Selens tiefer ein-
dringt als man erwarten sollte, so muß die Dicke der Selen-
schicht und im Zusammenhang damit auch die Intensität des
Lichtes von wesentlichem Einfluß auf die Trägheitserschei-
nungen sein.
Nach Hesehus (229) gleichen die Trägheitskurven voll-
ständig den Kurven der elastischen Nachwirkung, die man
bei der Ausdehnung von Gummifäden erhält. Wenn wir nun
idas Gleichnis (S. 132), daß das Selen nach der Bestrahlung
etwas Licht zurückbehält, wieder anwenden, so scheinen die
Vorgänge in der Selenmasse bei Verdunkelung sich so abzu-
spielen, als ziehe sich das Licht aus den tieferen Schichten
gegen die Oberfläche in der gleichen Weise zurück wie
Gummif ädex^ nach der Ausdehnung sich zusammen!ziehen.
4. Abhängigkeit der Trägheit von der Vorbelichtuhg.
Daß Vorbelichtung die Trägheit beträchtlich herabsetzt,
ist schon an verschiedenen Stellen erwähnt worden. So nimmt
die Trägheit bei intermittierender Beleuchtung schon nach
wenigen Intermittenzen einen konstanten Wert an (S. 133).
Femer hat Glatzel mit der S. 139 beschriebenen Zellenanord-
nung festgestellt, daß durch Vorbelichtutng der Selenschicht,
gleichgültig ob sie von vom oder von der Rückseite erfolgte,
die Lichtempfindlichkeit und Trägheit herabgesetzt wurde und
zwar in besonderem Maße die Verdunkelungsträgheit. Diese
Tatsache ist für die Elektrotechnik besonders wichtig, weil
gerade das starke Nachkriechen der Zellen nach der Ver-
dunkelung recht störend wirkt.
— 141 —
Flg. 117 zeigt zwei von Olatzel (375) oszillographisch' er-
haltene Trägheitskurven einer Zelle ohne und mit Vorbe-
lichtung. Die Kurven sind so aufgenommen, daß der Maxi-
malausschlag in beiden Fällen der gleiche war. Wir sehen,
daß bei Vorbelichtung der Zelle gerade idie Trägheit nach
der Bestrahlung wesentlich geringer war.
'tnmVorbittchntrtf
. . - . m.mit • • • •
Fiff. 117.
Von mir (427) wurde der Einfluß der Vorbelichtung auf
eine harte und eine sehr weiche Zelle in der Weise untersucht,
daß die Zellen dreimal in Zwischenräumen ^on 50 Minuten
einer konstanten Lichtquelle je 3 Minuten ausgesetzt wurden.
Die Zellen hatten vor dem 1. Versuch sechs Monate im Dun-
keln ausgeruht. Die Leitfähigkeitsänderungen, berechnet in
Piozenten d6s Dunkelwertes, sind aus den Kurven in Fig. 118
für die harte, in Fig. 119 fiir eine ZeUe mit Ermüdung zu er-
sehen. Man erkennt ohne weiteres, daß die Trägheit zugleich
Licht
Dunkel
610
I^
■^
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n.
—
V^
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4
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Minuten
Fif. 118.
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— 142 —
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Dunkel
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I
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2 3 1
MInulen
Fif. 119.
mit der Lichtempfindlichkeit von Versuch zu Versuch ab«
nimmt. Die Kurven II und III <zeigen schon nahezu den
gleichen Verlauf, insbesondere die Erholungskurven, so daß
die Trägheit offenbar schon nach wenigen Vorbelichtungen
einen konstanten Wert annimmt.
Natürlich wäre die Annahme, daß man durch Steigerung
der Dauer und Stärke der Vorbelichtung die Trägheit be-
liebig herabsetzen kann, vollständig verfehlt, vielmehr ist die
Wirkung gerade bei schwacher Vorbelichtung am größten;
starke Vorbelichtungen haben einen !zu großen Empfindlich-
keitsverlust der Zelle im Gefolge.
Über Vorbelichtung vergl. auch S. 110, insbesondere
die Versuche von Nicholson (424).
5. Abhängi
der Trägheit von der Farbe
des Lichtes.
Nach Pfund (336), Dowell (329) und Nicholson (424) wächst
die Trägheit zugleich mit der Wellenlänge, sie ist also für
rotes Licht größer als für blaues. Pfund beobachtete, daß das
Empfindlichkeitsmaximum an Zellen m{t Ermüdung um blauen
Lichte schneller erreicht wurde als im roten. Nicholson fand
für tiltrarote Strahlen besonders hohe Trägheit (S. 112).. Nach
Glatzel (354 und 394) ist zwar die Trägheit im grüngelben
Teil des Spektrums geringer als im roten, für gleiche Licht-
wirkungen aber ist die Trägheit xmabhängig von der Wellen-
länge des Lichtes.
— 143 —
6. Abhängigkeit der Trägheit von der Reinheit des Selens
und der Natur der Elektroden.
Nach Korn (333) erhält man znit reinem Selen und Platin-
elektroden möglichst trägheitsfreie Zellen, während Präparat^
mit Selenidbildung größere Trägheit aufweisen« Fig. 120 seigt
iL
10 mm = OU>29 Sek.
Fiff. 120.
die Trägheitskurve, wie sie Glatzel (272, 354) an einem Präparat
mit Platinelektroden erhalten hat; Fig. 121 dagegen bezieht
»I
sich auf die in gleicher Weise angestellten Versuche an einer
Zelle mit Kupferelektroden. Da die Herstellung der beiden
Zellen, die von verschiedenen Firmen stammten, sicherlich
recht verschieden war, so dürften die Unterschiede ^ in den
Trägheitserscheinungen auch noch andere Ursachen haben.
In einem gewissen Gregensatz zu den Behauptungen von Korn
und Glatzel steht die Beobachtung von Marc (282), daß be-
stimmte Metall'^usätze zu ganz reinem Selen (S. 32) die Er-
reichung des Gleichgewichtszustandes beschleunigen und so-
mit die Trägheit herabsetzen.
7. Abhängigkeit der Trägheit von der Spannung.
Da mit Vergrößerung der Spannimg die Leitfähigkeit und
Lichtempfindlichkeit des Selens abninunt, so war vorauszu-
seheU) daß auch die Trägheitserscheinungen mit der Span-
nung veränderlich sind. Glatzel (394) kam bei seinen Ver-
suchen "ZU einem negativen Resultat, da ler sich auf den sehr
kleinen Spannungsbereich von 10--20 Volt beschränkte.
Dagegen habe ich (384) die für technische Zwecke sehr wich-
tige Beobachtung gemacht, daß bei Vergrößerung der
— 144 —
Spannung die Trägheit izugleich mit der Licht-
empf indlichkeit abnimmt und daA die Abnahme
der Trägheit verhältnismäßig größer ist als die
der Empfindlichkeit. Zu den Versuchen wurden die 2
Zellen verwendet, an denen der Einfluß der Vorbelichtung
(S. 141) auf die Trägheitserscheuiung|en tags zuvor studiert
worden war. Lichtintensität und Versuchsbedingungen blie-
ben dieselben* Zuerst wurden 4 Volt an jede Zelle angelegt
und drei Minuten lang belichtet. Nach einer Pause von
50 Minuten wurden, die Versuche bei 110 Volt Spannung
wiederholt. Die Kurven in Fig. 122 wurden mit det harten
Licht
Dunkel
520
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— 1r'^^
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3
Minuran
Fig. 12a.
3
Zelle, die Kurven in Fig. 123 init der weichen gewonnen.
4 Volt Spannung erhielt ich die ^gleiche Kurvenform wie
tags amvoT bei den Versuchen über die Vorbelichtung,
die auch bei 4 Volt ausgeführt worden waren. Bei
HO Volt Spannung dagegen war nicht bloß die Lichtempfind-
lichkeit, sondern auch die Trägheit beträchtlich herabgesetzt.
Da ein Teil des Verlustes an Empfindlichkeit und Trägheit,
wie er bei 110 Volt festgestellt wurde, durch die Vorbelichtung
verursacht ist, wurde die beim 2. «Versuch tags zuvor erhaltene
Kurve punktiert eingezeichnet. Man darf aber annehmen, daß
nunmehr der Einfluß der Vorbelichtung wesentlich geringer
war als tags zuvor an der 6 Monate ausgeruhten Zelle ^ denn
es betrug schon bei 4 Volt der Effekt nur mehr ca. 80 0/0 von
dem tags zuvor erhaltenen. Aber auch wenn wir der Vor-
belichtung noch den gleichen Anteil zusprechen, ist der Ein-
fluß der Spannung auf Lichtempfindlichkeit und Trägheit noch
— 146 -
Licht
Dunk«l
200
160
f 420
I SO
3 40
f H ^^^
»
1"^
^
ix:
i^^
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L
-i^
1
^
c^
f
^F —
2 3
Minutcfi
Ftff. 123.
sehr beträchtlich. In vielen Fällen freilich werden wir auf den
günstigen Einfluß hoher Spannungen verzichten müssen, um
die Zellen nicht !zu stark zu belasten und die Empfindlichkeit
besser ausnützen zu können.
Auch der Spann\mgseffekt ist an den Trägheitserschei*
nungen beteiligt. Vergrößert man an einer im Dunkeln lie-
genden Zelle plötzlich die Spannung, so wächst bekanntlich ihre
Leitfähigkeit; die Zelle nimmt aber die der höheren Span-
nimg entsprechende Leitfähigkeit nicht augenblicklich, son-
dern erst allmählich an, welchen Vorgang ich Dunkelträgheit
genannt habe. Diese Tatsache ipuß bei dem Lichteffekt !zur
Geltung konunen. Bei Bestrahlimg wird die Leitfähigkeit des
Selens und somit die Stromstärke plötzlich stark erhöht, wie
wenn die Spannung beträchtlich vermehrt worden wäre. Daa
Selen wird daher die der höheren Stromstärke entsprechende
Leitfähigkeit nur aümählch annehmen wie bei einer Erhöhung
der Spannung. Der größere Teil der allmählichen Änderungen
bei dauernder Bestrahlung konunt jedoch der bereits beschrie-
benen Tiefenwirkung zu.
8. Abhängigkeit der Trägheit von der Temperatur.
Nach Dowell (352) nimmt bei .Temperaturerhöhung so-
wohl die Belichtungs- als auch die Verdunkeltingsträgheit
ab. Bei niedrigeren Temperaturen ändert sich der Widerstand
des be^lichteten Selens langsamer als bei gewöhnlicher, die
endgültige Widerstandsänderung aber ist wesentlich größer.
Ebenso vollzieht sich die Erholung bei niedrigen Tempera-
turen merklich langsamer als bei höheren. Glatzel (394) fand
Das S«1*D.
10
bei Erniedrigung der Temperatur voni bis — 70 <> ein beträcht-
liches Ansteigen der Empfindlichkeit, gleichzeitig aber auch
eine bedeutende Zunahme der Trägheit. An Zellen mit Er-
müdung beobachtete Sperling (292), daß die zur Erreichung
des Maximums der Leitfähigkeit erforderliche Zeit mit Tem-
peraturzunahme beatündig abnimmt. Die Reaktionsgeschwin-
digkeit ergibt sich aus Fig. 124, in der auf der Abszissen-
ftchse die Temperaturen, auf der Ordientenachse die eur Er-
reichung des Maximums nötigen Zeiten aufgetragen sind.
Während bei — 20^' der Anstieg bis 'zaia Höchstwert 3,5 Se-
kunden beansprucht, ist bei -{-170'' das Maximum schon nach
0,0136 Sekunden erreicht. Die Ermüdung bezw. der Schatten-
effekt nimmt bei Temperaturerhöhung immer mehr ab, um
in der Gegend von 170*^ ganz zu verschwinden, während die
Empfindlichkeit bei ca. 200 <> gleich Null wird.
Das Studium der Trägheitserscheinungen zeigt uns Mittel
und Wege, die störende Eigenschaft der Trägheit herabzu-
setzen. Dieselben reichen aber für technische Zwecke meist
nicht aus und man hat daher versucht, die Trägheit des Selens
durch verschiedenartige Schaltungen der Zellen imd Kon-
struktion entsprechender Relais auf ein Minimum zu redu-
fsieren. Die auf diesem' Gebiete geleisteten bedeutenden Ai^
beiten wollen wir im Abschnitt B S. 220 gesondert behandeln.
- 147 —
X. Der Einfluß von Verunreinigungen und
Feuchtigkeit auf die Lichtempfmdlichkeit
des Selens.
Im 'Abschnitt II haben wir bereits den Einfluß der Verun-
reinigungen und der Feuchtigkeit auf die Leitfähigkeit des
Selens ausführlich behandelt. Da der Widerstand des
trockenen Selens sehr hoch ist, müssen natürlich alle
leitenden Vemnreinigungen, a'so die Meiallbeimengungen,
den Widerstand des Selens herabsetzen. Zur Her-
stellung von Selenzellen verwendet man chemisch reines
Selen, setzt demselben aber gerne eine bestimmte Menge
eines edleren Metalles, am besten 0,01—0,1 o/o Silber bei, weil
dadurch das Präparat rascher einen konstanten Widerstand
annimmt (Marc 282).
Bidwell (84, 123) kam sai der Anschauung, daß kleine
Metallzusätze nicht ^loß die Leitfähigkeit, sondern auch die
Lichtempfindlichkeit des Selens bedeutend erhöhen« Licht-
empfindliche Zellen kann man nach seiner Meinung nur mit
Elektroden erhalten, welche Selenide zu bilden imstande sind.
Bidwell sucht also die Ursache der Lichtempfindlichkeit in
den Metallbeimengung^n des Selens. Daßi diese Anschauung
Bidwells irrig war, wurde bereits S. 66 auseinandergesf^tzt.
Vielmehr wurde durch spätere Arbeiten nachgewiesen^ daß
die Lichtempfindlichkeit eine spezifische Eigenschaft des
Selens selbst ist (Bemdt 201, 202; Pfund 215) und sogar durch
Verunreinigungen beträchtlich herabgesetzt wird (Uljanin 98,
Marc 282, Sperling 292, Amadutzi imd Padoa 389). Nach den
beiden letzten Forschem nimmt die Lichtempfindlichkeit einer
Mischung von Selen \ind Schwefel mit Zunahme des Schwefel-
gehaltes beständig ab.
Von ganz besonderem Einfluß auf Leitfähigkeit und
Lichtempfindlichkeit des Selens ist die Feuchtigkeit. Erhitzt
man feuchtes amorphes Selen langsam von Zinunertempertatur
bis zum Schmelzpunkt, so findet, wie schon früher (S. 31)
ausführlich auseinander gesetzt wurde, bei 110 — 130^ und
200— 210 eine Feuchtigkeitsabgabe statt. Hält man die Tem-
peratur innerhalb dieser Temperaturbereiche konstant, so
nimmt die elektrische Leitfähigkeit des Präparates erst rasch,
dann immer langsamer bis !zu einem Maximum ab. Zeigt ein
auf 2100 erhöhtes Präparat keine Leitfähigkeitsä^unahme mehr^
•o darf man wohl annehmen, daß die Abgabe der Feuchtigkeit
ziemlich vollständig erfolgt ist.
Es entsteht mm die Frage, ob trockenes kristallinisches
Selen bei Zimmertemperatur Feuchtigkeit in größerer Menge
10»
— 148 —
aufnehmen kann, also hygroskopisch ist. Die Ansichten hier-
über waren geteilt. Während Bidwell und Bronk das Selen
für hygroskopisch erklärten, kam Giltayn>etzw. Ruyven zu dem
entgegengesetzten Resultat. Durch meine (315, 383) Versuche
wurde die Frage dahin entschieden, daß beide Parteien recht
haben, indem das Selen je nach der Herstellung hygroskopisch
sein kann oder auch nicht. Hygroskopische Präparate
evhielt ich durch Kristallisieren des Selens aus
dem Schmelzfluß und äußerst langsame Küh-
lung; die Kristallisation des geschmolzenen Selens wurde
durch 4 Stunden langes Erhitzen atif 200— 210 <> erzielt. In
einzelnen Fällen bekam ich auch hygroskopische Zellen durch
langsames Erhitzen des amorphen festen Selens von Zimmer-
temperatur bis kurz vor den Schmelzpimkt, langes Könstant-
halten dieser hohen Temperatur imd recht Jiangsame Kühlim^.
Dagegen wiesen alle Präparate, die aus dem amor-
phen festen Zustand durch Erhitzung auf ca. 200 ^
und äußerst rasche Kühlung erhalten worden
waren, keine hygroskopischen Eigenschaften
auf. Besonders die Art der Kühlung zeigte sich von großem
Einflüsse auf das Verhalten der Zellen. Das zti den Versuchen
verwendete Selen war chemisch rein und voUkonmien trocken.
Da die hygroskopischen Zellen viele xtierkwürdige Eigen-
schaften aufweisen, die man an einer normalen Zelle
nicht beobachten kann, habe ich sie anomale Präparate
genannt.
Die ano!malen Präparate besfaßen kurz nach der Her-*
Stellung ungefähr denselben Widerstand wie die normalen;
dagegen waren sie polarisierbar, während normale Zellen keine
oder n\ir ganz schwache Polarisation aufweisen. Bei den nor-
malen Zellen fällt bekanntlich in den ersten. Tagen nach iier
Herstellung die Dunkelleitfähigkeit erst rasch, dann langsamer
gegen einen annähernd konstanten Dunkelwert ab. Ganz
anders verhielten sich die anomalen Präparate; an ihnen
konnte ich von Tag zu Tag eine auffallende Vergrößerung der
Dunkelleitfähigkeit beobachten; gleichizeitig damit wuchs die
Polarisierbarkeit. Erst nach ungefähr einer Woche traten
unregelmäßige Schwankungen in beiden Richtungen auf. Ein
Vergleich . der Schwankungen der Dunkelleit-
fähigkeit einer anomalen Selenzelle mit den
Änderungen der Luftfeuchtigkeit innerhalb 4
Wochen ergab eine rechtgute Übereinstimmung«
Für die ersten 13 Tage sind diese Änderungen in Fig.* 125 gra-
phisch dargestellt; die punktierte Kurve gibt die Schwan-
kungen der Luftfeuchtig^keit an. Aus nachfolgender Tabelle
sind die Ändenmgen von Luftfeuchtigkeit, Leitfähigkeit und
Temperatur für dieselbe Zeit zu ersetzen.
— 149 —
3 elenhyffrome t er
66 ^r ^00
ß2^ ' 1 1 ' ' ' ' ' ' 1 ' ^ ßO
12 6^5 673 9 iO 71 12 15
Zeit (Tage)
FiC 125.
QalTano-
Tag
Temperatur
LnAfeuebtifkelt
meter-
auMchlag
1.
8WC
77,5 Proz.
210
2.
8«/«
78
246
3.
8V«
82,5
289
4.
8
78
251
5.
7V«
77^
228
6;
8V,
76,5
212
7.
8<
75
200
8.
77«
72
168
9.
8V4
67
140
10.
8V4
64
133
11.
7*/«
72,5
160
12.
7»/«
72.5
173
13.
7»/«
70
144
Meine anomalen Zellen besaßen einen negativen Tempe-
raturkoeffizienten des Widerstandes (wenigstens in der Nähe
der Zimmertemperatur), Erwärmung bewirkte also eine Leit-
fähigkeitszunahme. Da die Zellen ziemlich stark auf Wärme-
wirkungen reagieren, so wäre bei größeren Temperatulrunter-
schieden ein Vergleich wohl unmöglich geworden« Es wurde
jedoch ein nie geheiztes Zimmer gefimden^ dessen Temperatur,
— 160 —
trotzdem die Ventilation dauernd geöffnet war, innerhalb
Wochen nahezu konstant blieb. Hygrometer und ein Käst-
chen mit der Selenzelle waren nebeneinander aufgehängt. Das
Selenpräparat war wohl von den Einflüssen des Lichtes, nicht
aber der Luft geschützt. Die Temperatur wurde gemessen /ui
2:wci gut übereinstimmenden Thermometern, von denen
das eine am Hygrometer befestigt war, während das andere
mit seiner Skala zum Teil aus dem Kästchen herausragte.
Der Temperaturunterschied betrug innerhalb der angegebenen
Zeit nur U/2^ C. Der Einfluß des Temperaturwechsels ist aus
der Tabelle leicht zu ersehen; so wäre am 8. und\13. Tage bei
höherei Temperatur der Ausschlag wohl etwas größer gewesen.
Daß aber der Temperaturwechsel nicht allein die Ursache der
Schwankungen des Dunkelwertes ist, ergibt sich nicht bloß
aus dem gleichen Verlauf der beiden Kurven, sondern auch
daraus, daß innerhalb der ersten drei Tage bei gleicher Tem-
peratur der Ausschlag zugleich mit der Luftfeuchtigkeit wuchs,
vom 5. bis "zum 6. Tage und vom 8. bis zum 9. Tage der Auts-
schlag trotz Temperaturzunahme fiel, vom 10. bis zum 11.
Tage aber trotz Temperaturabnsihme stieg. Bemerkenswert
ist das verhältnismäßig langsame Anwachsen der Leitfähig-
keit am 11. Tage; läßt man aber den 11. Tag imberücksichtigt,
so findet man, daß das Ansteigen der zwei Kurven vom 10.
bis zum 12. Tage nahezu parallel geht. Daraus ergibt sich,
daß das Selen auf die Luftfeuchtigkeit verhältnismäßig langsam
reagiert. Dieses Nachhinken der Feuchtigkeitsaufnahme hat
sich auch an anderen Stellen, insbesondere auch beim Abfallen
der Kurven gezeigt. Femer ist zu erwähnen, daß die Unter-
schiede in der Leitfähigkeit bei größerer Luftfeuchtigkeit weit
stärker sind als bei geringerer^ also mit Abnahme der Luft-
feuchtigkeit stark abnehmen.
Die Übereinstimmung der beiden Kurven ist außerordent-
lich auffallend, und wenn man noch die kleinen Temperatur-
schwankungen in Betracht zieht, so muß wohl jeder Zweifel,
daß das anomale Selen hygroskopisch ist, völlig aufhören.
Einen praktischen Wert wird trotz der hier gefundenen gün-
stigen Resid' a' e das 3elenhygrometer nie bekommen, und
zwar nicht bloß wegen des starken Temperatureinflusses, son-
dern insbesondere deshalb, weU der Strom täglich nur einmal
auf einige Sekunden geschlossen werden darf. Die Erholungs-
zeit der Zelle ist zu lang. Bei meinen Versuchen wurde jeden
Abend 7 Uhr der Ausschlag genau 15 Sekunden nach Strom-
schluß festgestellt und dann der Strom {unterbrochen. Ein
längeres oder öfteres Einschalten würde den Dunkelwert immer
weiter herabdrücken, so daß die Resultate nicht mehr zu ver-
gleichen wären.
Das Verhalten einer feuchten Zelle bei längerem Strom-
durchgang wurde bereits (S* 32) beschrieben. Wir sehen aus
-IM-
t
Fig. 13, daß die Stromstärke gleich nach dem Einschalten des
Stromes rasch abfällt, um sich langsam einem Minimum zu
nähern. Unterbricht man den Strom, so erholt sich die Zelle
in einigen Tagen wieder und zeigt bei abermaligem Einschal-
ten der Stromquelle die g:leiche Erscheinung wie früher; die
Stromstärke ist zu Beginn des Versuches erhöht, um wieder
rasch gegen ein Minimum abzufallen. Legt man jetzt eine
höhere Spannung an, so tritt ein weiteres "Sinken der Leit-
fähigkeit ein und zwar ist die neue Abnahme um so größer,
je höher die Spannung gewählt wurde.
Will man die Abhängigkeit dieser Erschei-
nung von der Spannung studieren, so empfiehlt es sich
nicht. Versuche an demselben Präparat mit verschiedenen
Spannungen vorzunehmen. Die Dunkelleitfähigkeit des ano-
malen Präparates wechselt ja von Tag tzu Tag; mif der Höhe
der Dunkelleitfähigkeit aber nimmt im allgemeinen auch der
Rückgang der Stromstärke während des Versuches zu. Beiv
den beständigen Schwankungen wird man daher zu Resultaten
kommen, die keinen sicheren Schluß zulassen. Davon habe
ich mich wiederholt überzeugt. Ich wendete daher folgenden
Kunstgriff an. Ein anomales Präparat wurde mit den beiden
Polen eines Akkumulators von 2 Volt verbunden. Nach 10
Sekunden betrug die Stromstärke im Dunkeln 220, nach 1 Mi-
nute 180, nach 7 Minuten 150. Innerhalb der letzten 3 Minuten
war sie nur um 4 gesunken und sie wäre innerhalb der näch-
sten drei Minuten sicher nur auf 148 zurückgegangen. Nun
würden aber 3 Minuten lang statt der 2 Volt 8 Volt angelegt
und als nachher wieder 2 Volt eingeschaltet wurden, betrug
die Stromstärke 118. Die Vergrößerung der elektromotolri-
schen Kraft innerhalb 3 Minuten hat also ein ganz beträcht-
liches Sinken der Leitfähigkeit verursacht, während bei der
früheren Stromstärke fast kein Rückgang mehr erfolgte. Dieser
tief e Dunkelwert von 118 konnte sich aber bei 2 Volt Spannung
nicht halten. Nach einer Minute betrug die Stromstärke 130
und nach 5 Minuten 134,5. Es trat also eine wesentliche Er-
holung bezw, Leitfähigkeitszunahme bei der ge-
ringeren Stromstärlce ein. Nun wurden wieder vier
Minuten lang 8 Volt angelegt, und als nachher zwei Volt ein-
geschaltet wurden, betrug die Leitfähigkeit 112, während sie
bei Beibehaltung der Stromstärke sicher noch etwas über 134,5
gestiegen wäre. Es trat also wieder ein beträchtlicher Rück-
gang infolge der Erhöhung der Stromstärke ein«
Bei der nun wieder geringeren Stromstärke konnte sich das
Präparat wesentlich erholen, nach 1 Minute betrug die Leit-
fähigkeit 128, nach 5 Minuten 133. Die Spannung hat also
einen wesentlichen Einfluß auf die Erscheinimg. Der Ein-
fluß der Spannung äußert sich demnach bei den
anomalen Zellen in genau entgegengesetzter
— 1Ö2 —
Weise wie bei den normalen; ich habe die Er-
scheinung daher als anomalen Spannungsef f ekt
bezeichnet.
Wie erklärt sich nun der Rückgang der Leitfähigkeit
während des Stromdurchgangs? Daß hier die Polarisa-
tion eine Rolle spielt, ist klar; aber sie reicht nicht aus zur
Erklärung dieser Erscheinung. Bringt man z. B. eine anomale
Zelle, die in der Atmosphäre bei Stromdurchgang deutliche
Abnahme der Stromstärke zeigt, in klares Ol, so ist der Rück-
gang wesentlich geringer. Die Abnahme der Stromstärke bei
Versuchen in öl rührt, wie das Experiment ergab, zum größten
Teil von dem Polarisationsstrom her, der den Hauptstrom
herabdrückt. Da'^in der Atmosphäre der Rückgang bedeutend
stärker ist, muß die Olschicht einen sonst sich 'vollziehenden
Prozeß beeinträchtigen.
Hat man durch längeren Stromdurchgang die Leitfähig-
keit^ eines Präparates erheblich herabgesetzt, so erholt sich
dieselbe in der atmosphärischen Luft nur langsam. Nimmt
man das ganze Experiment aber im Ölbad vor, so geht die
Erholung viel rascher vor sich. Demnach scheint mir beim
Stromdurchgang in der Atmosphäre an den Stellen größter
Stromdichte eine Feuchtigkeitsabgabe stattzuTinden, welche
ein Sinken der Stromstärke bewirkt, während im Ölbad, das
die rasche Abgabe der Feuchtigkeit verhindert, nur eine geringe
Verdrängimg derselben eintritt. Bei der Erholung wird dann
das Präparat in dem einen Falle die Feuchtigkeit aus der
Atmosphäre erst wieder langsam gewinnen müssen, während
sie im anderen Fall^ schon in genügender Menge in der näch-
sten Nähe vorhanden ist.
Wir dürfen daher annehmen, daß die bei längerem
Stromdurchgang auftretende Abnahme der
Stromstärke teilweise auf Polarisation, teil-
weise auf Feuchtigkeitsabgabe beruht.
Daß die atmosphärische Luft die alleinige
Ursache der anomalen Vorgänge im S elen ist,
bestätigt aufs deutlichste folgender Versuch: Eine Zelle,
welche alle Eigenschaften eines anomalen Präparates besaß,
wurde eine Stunde lang durch einen trockenen Luftstrom ge-
trocknet und dann in ein Glasgefäß eingeschlossen, das auf
50 mm evakuiert wurde. Die Zelle zeigte sich nun trotz des
.Stromdurchganges normal; sie war' nur mehr ganz schwach
polarisierbar, ihre Leitfähigkeit sank nicht mehr bei längerem
Stromdurchgang, auch bewirkte eine Erhöhung der Spannung
eher eine Zunahme als eine Abnahme der Leitfähigkeit. Hier-
auf brachte ich die Zelle wieder ins Freie ; bei der eben
herrschenden großen Luftfeuchtigkeit hatte sie schon nach
wenigen Tagen ihre anomalen Eigenschaften wieder erlangt.
— 153 —
Schließlich gelang' es mir noch an hygroskopischen Prä-
paraten, die in der atmosphärischen Loift die Eigenschaften der
anomalen Zellen nur schwach aeigten, durch Einbringen
in feuchte Luft alle anomalen Vorgänge in deut-
licher Weise hervorzurufen. Ein solches anomales
Präparat wurde zugleich mit einem normalen in einem Kasten
aufgehängt, in den durch eine kurze Röhre die Dämpfe von
,Vi' 1 Wasser von 28 ^ geleitet wurden. Dabei kühlte sich die
Flüssigkeit allmählich a\if 15 ^ ab. Nach 1 Stunde wurden die
2 Präparate herausgenommen, 1/4 Stunde im Freien aufbewahrt
und dann geprüft. Die Leitfähigkeit des anomalen war mm
17 mal so groß als vor dem Einbringen in die Kammer, wäh-
rend die des normalen nur um ^/^q gewachsen war. Als dieser
Versuch an zwei anderen 2^11en mit Wasser von 32 ^ wieder-
holt wurde, war die Leitfähigkeit des anomalen auf das 100-
f ache, die des normalen auf das Doppelte angestiegen. An einem
anomalen Präparat konnte ich / einmal die Beobachtung
machen, daß die Leitfähigkeit einige Minuten nach dem Her-
ausnehmen aus der Kammer noch langsam fast auf den dop-
pelten Wert anwuchs, während dieselbe sonst immer sofort
mit der Herausnahme zurückging. Vielleicht hatte sich in
dem einen Falle an der Oberfläche des Präparates etwas
Wasserdampf niedergeschlagen, der erst noch ganz vom Prä-
parat aufgenommen wurde. Bei allen Versuchen dieser Art
wurde der Strom ntir so lange eingeschaltet, cüs zur Messung
nötig war. In der atmosphärischen Luft ging die Leitfähigkeit
der auf diese Weise behandelten anomalen Präparate in 2 — 3
Tagen ungefähr a\if den früheren Wert zurück, bei den nor-
malen dauerte dies kaum eine Stunde. Bei den anomalen
Zellen stißg die Leitfähigkeit bloß unter der Einwirkung von
Ltiftfeuchtigkeit oft auf den dreifachen Wert an, während an
normalen Zellen eine Änderung nicht mit Sicherheit festge-
stellt werden konnte, da auch der Temperaturwechsel mit-
wirkte. Der Versuch zeigt recht deutlich, daß die eine Art
von Selenpräparaten außerordentlich stark hygroskopisch ist,
während die andere kaum eine Spur von hygroskopischen
Eigenschaften besitzt.
Da hygroskopische Präparate stark polarisierbar sind, be-
sitzen sie je nach der Stromrichtung verschiedenen Wider-
stand, sie zeigen unipolare Leitung, während bei normalen
Zellen der Widerstand in jeder Richtung gleich ist. Durch
Austrocknen der Präparate wird ihre Leitfähigkeit verringert
und die unipolare Leitung verschwindet zugleich mit der
Polarisierbarkeit fast vollständig.
Sehr interessant ist das Verhalten der hygroskopischen
Präparate bei Bestrahlung. Belichtet man ein Präparat sofort
nach dem Einschalten des Stromes, so nimmt die Stromstärke
meistens mit dem Auffallen der Lichtstrahlen momentan zu,
— 164 —
fällt dann rasch i^egen den Dunkelwert ab und geht schließ-
lich unter denselben herab, um sich allmählich einem Mini-
mum 2U nähern; bei der darauffolgenden Verdunkelunjjg^
nimmt die Stromstärke erst rasch, dann nur mehr ganz langsam
ab oder in manchen Fällen auch wieder etwas izu. Die Ände-
rungen der Stromstärke derartigier Zellen werden durch die
Kurve IV in Fig. 126 wiedergegeben. Die momentane Zu-
Licht
Dunkei
Zeit in Minuten
Pif. 126.
nähme der Stromstärke mit dem Auffallen der Lichtstrahlen
kann sehr gering, ja sogar gleich Null sein, so daß nur eine
Abnahme der Stromstärke eintritt. Diese Erscheinung beob-
achtet man hauptsächlich an Zellen, die besonders viel Feuch-
tigkeit aufgenommen haben und nur geringe Lichtempfindlich-
keit besitzen. Präparate, die nur wenig hygroskopisch sind,
verhalten sich ähnlich wie normale Zellen, jdie starke Er-
müdung bei Belichtung zeigen; nur fällt nach der Abdunke-
lung die Stromstärke unter den ursprtknglichen Dunkelwert
herab, wie es Kurve III zeigt. Dagegen bleibt bei den norma-
len Zellen die Leitfähigkeit nach der Abdunkelung stets größer
als der Dimkelwert, nähert sich aber letzterem allmählich
immer mehr. Die Kurven I und II veranschaulichen das be-
kannte Verhalten der weichen und harten Zellen.
Da die Größe der bei Belichtung auftretenden Leitfähig-
keitsabnahme von Zeit zu Zeit in der gleichen Weise wech-
selte wie die Stromstärke im Dunkeln, die Polarisierbarkeit und
Abnahme der Stromstärke bei längerem Stromdurchgang, so
— 166 —
lag* der Schluß nahe, daß alle diese Erscheinungen die gleiche
Ursache haben und daß also die Abnahme der Leitfähigkeit
bei Belichtung hygroskopischer Zellen ebenfalls dem Einflüsse
der Feuchtigkeit zuzuschreiben ist. Die gmannten Erschei«
nungen* halten insbesondere in den ersten Tagen nach der
Herstellung der Zelle, woselbst sich die bedeutendsten Ände-
rungen vollziehen, gleichen Schritt mit einander. Am Tage
der Herstellung ist die Leitfähigkeit klein, die Polarisierbar*
keit gering, die Lichtempfhidlichkeit gut. In den folgenden
Tagen nehmen Leitfähigkeit und Polarisierbarkeit bedeutend
zu, die Lichtempfindlichkeit dag^en verschwindet allmäh-
lich und macht einer Leitfähigkeitsabnahme bei Belichtung
Platz. Ich habe hierüber sehr eingehende Versuche ange-
stellt, da einige Forscher ähnliche Erscheinungen beobachtet
haben tind deren Ursache in dem Selen selbst suchen.
Zuerst wurde imtersucht, ob ein Unterschied in der Ände-
rung^ der Stromstärke bei einem hygroskopischen Präparat
auftritt, wenn während der Belichtung der Strom a) g^chlos-
sen. b) unterbrochen ist. Ein solcher Unterschied mußte
erwartet werden, da ja bekanntlich der Dunkelstrom kurz nach
dem Einschalten erst rasch, dann langsamer g^gen ein Mini-
mum abfällt. Um die entsprechenden Werte für den Fall,
daß der Strom ausgeschaltet ist, zum Verg'leich zu erhalten,
wurde der Strom dreimal einige Sekunden eingeschaltet und
zwar wurde der Ausschlag 1) im (Dunkeln und am Anfang
der Belichtung, 2) am Ende der Belichtung und am Anfang
der Verdimkelung, 3) am Ende der Beobachtung festgestellt.
Da bei einem besonders gut wirksamen Präparat infolge der
ersten zwei wenn auch) nur kurzen Stromdurchgänge schon
ein bet^chtlicher Rückgang des Dunkelwertes erfolgt, wur-
den zu den Versuchen Zellen verwendet, die weniger stark
reagieren. Aus Fig. 127 sind die Änderxmgen der Stromstärke
2S0
ZOO
Licht
Dunkel
- ■ i ■ ■ I I ■
3 <h S
Zeit in Minuten
Fig. 127.
— 166 —
mit und ohne Stromdurchgang- ersichtlich. Die punktierte
Kurve gibt den Verlauf bei unterbrochenem Strom an; man
sieht, daß das Verhalten normal ist. Daß die Trägheit ge-
ringer ist als bei normalen Zellen, erklärt sich durch die bei
dem zweimaligen Einschalten des Stromes eintretencten Stö-
rungen. War der Strom beständig geschlossen, so zeigte die
Zelle, wie aus der anderen Kurve ersichtlich ist, anomales
Verhalten«
Stark hygroskopische Zellen, bei denen die Strom-
stärke schon nach wenigen Sekun.d'en imter den Dunkelwert
herabgeht, wiesen stets eine bedeutende Zunahme der Leit-
fähigkeit auf, wenn der Strom erst einige Minuten nach dem
Beginn der Belichtung eingeschaltet wurde. Mit dem Moment
des Einschaltens aber begann eine sehr rasche Abnahme der
Stromstärke. Aus diesen und ähnlichen Versuchen ergab sich
zweifellos, daß die Abnahme der Stromstärke in den
anomalen Zellen nicht durch das Licht, sondern
durch den Stromdurchgang selbst verursacht
wurde. Bei den normalen Zellen dagegen ist der Strom
ohne Einfluß auf die Leitfähigkeitsänderungen im Lichte.
Wenn nun das Verhalten der anomalen Selenzellen durch
den Stromdurchgang verursacht wird, so muß eine vorher-
gehende Polarisation auf den Verlauf der Erscheinung
bei Belichtung von ganz besonderem Einfluße sein. Um dar-
über Klarheit zu erhalten, wui'den an mehreren Zellen je drei
Versuche folgender Art aiisgeführt.
Versuch I: Eine normale Zelle, die anierst einige
Minuten kurz geschlossen war, wurde in den Stromkreis einge-
schaltet und sofort drei Minuten belichtet. Sie zeigte zuerst
Zunahme, dann Abnahme der Stromstärke unter den^ Dunkel-
wert, wie es aus Kurve I in Fig. 128 ersichtlich ist.
300
250
• Licht
Dunkel
^200 >
«0
so
2 3 ♦
Zeit in Minuten
Fiff. 128.
— 167 —
Versuch II: Am folgenden Tage war der Diinkelwert
der Leitfähigkeit etwas größer; das Präparat wurde wieder
einige Müiuten kurz geschlossen. Vor der Belichtung war
diesmal der Strom fünf Minuten lang in entgegengesetzter
Richtung durch das Präparat gesendet worden, so daß der da-
diuxh erzeugte Polarisationsstrom mit dem nachfolgenden
Strome gleichgerichtet war, ihn also verstärkte. Bei Bestrah-
lung, die sofort nach der Stromwendung erfolgte, stieg die
Stromstärke erst an und fiel dann i^ch ab und zwar in der
ersten Minute viel stärker als beim iVec^siuch I infolge des
raschen Verschwindens des erzeugten Polarisationsstromes
(Kurve II). Die Ztmahme der Stromstärke bei Beginn der
Bestrahlung war in einigen Fällen kaum mehr zu beobachten.
V e r s u c h III : Am dritten Tage war Idie Leitfähigkeit nur
wenig größer als am ersten. Das Präparat wurde zuerst wieder
kurz geschlossen und dann in den Stromkreis eingeschaltet.
Als die Stromstärke nach fünf Minuten sich einem Minimmn
genähert hatte, erfolgte die Belichtiuig. Das Präparat zeigte
jetzt nur mehr «die Ermüdung, die Stromstärke fiel erst bei
der Abdunkelung unter den Dunkelwert, wie aus Kurve III
ersichtlich ist. Schaltet man also das anomale Prä-
parat vor der Belichtung zuerst längere Zeit in
den Stromkreis ein, so kommt die Leitfähig-
keitsvergrößerung im Lichte deutlich zum Aus-
druck, und zwar um so mehr, je länger das Prä-
parat vorher eingeschaltet blieb. Dies bewiesen
auch die vier folgenden Versuche.
Eine anomale Zelle wurde sofort nach dem Einschalten
in den Stromkreis drei Minuten lang schwachem Lichte aus-
gesetzt. Sie zeigte sehr starke Ermüdung, wie aus Kurve I
in Fig. 129 ersichtlich, ist. Als sie aber nach einigen Tagen
zuerst 40 Minuten eingeschaltet blieb, während welcher Zeit
die Stromstärke von 200 auf 130 herabgedrückt wurde, verhielt
sie sich bei Belichtung ganz normal (Ktirve I'). Drei Minu-
ten nach .der Abdunkelung war der ursprüngliche Dunkelwert
noch lange nicht erreicht. Nach mehreren Tagen wurde
dieselbe Zelle bei noch' schwächerer Belichtung sofort nach
dem Einschalten drei Minuten exponiert. Das Präparat war
stark anomal, wie Kiurve II zeigt. Als es aber nach drei Tagen
2aierst 30 Minuten eingeschaltet blieb, verhielt es sich nor-
mal (Kurve ir).
Da die Spannung auf die Leitfähigkeit in einem hygro-
skopischen Präparat von besonderem Einfluß ist (anomaler
Spannungseffekt S. 152), war vorauszusehen, daß auch
die Größe der Leitfähigkeitsabnahhie bei Belichtung in hohem
Maße mit der Spannung variiert. Wurde aber der Strom
längere Zeit ohne Unterbrechung im Dunkeln durch das Prä-
parat gesendet, so verhielt sich das sonst anomale Präparat
— 158 —
300
Licht
Dunkel
2 J «
Ze/i in Minuten
Fig. 129.
bei jeder Spannung vollständig normal; es zeigte Leitfähig-
keitszunahme bei Bestrahlung und bei Verdunkelung die be-
kannte Trägheit.
Ist die Abnahme der Leitfähigkeit kein lichtelektrischer
Effekt, sondern nur ein Vorgang» welcher die Leitfähigkeits-
zimahme des Selens bei Belichtung überdeclkty so wird der
wahre (positive) Lichteffekt, der in einer Vergrößerung der
200
Licht
Danket
z z ^ s
Zeit in Minuten
Fif. 130.
— 169 —
•
Stromstärke besteht, '2SugleichmitderLic&tintensität
wachsen und geringe Lichtintensität die ano-
malen Vorgänge begünstigen müssen. Dde Richtig-
keit dieser Schlußfolgerung wurde tatsächlich durch den Ver-
such bestätigt.
Kurve I in Fig. 130 gibt ein Bild der Stromstärkeänderun-
gen bei stärkerer Lichtintensität, Kiirve I' bei geringerer Licht-
stärke. Während das Präparat bei kräftiger Bestrahlung nur
Ermüdung zeigt, fällt die Stromstärke bei schwacher Belich-
tung bald unter den Dxmkelwert. Die Abnahme der Strom-
stärke bei der Verdunkelung ist nach starker Belichtung immer
größer als nach schwacher, da der Rückglang der durch die
vorausgehende Bestrahlung vergrößerten Leitfähigkeit bedeu-
tender ist.
Durch Variieren der Lichtstärke kann man bald Abnahme,
bald Zunahme der Stromstärke erzielen. Bei Anwendung gro-
ßer Lichtintensität wird man an einer Zelle, die etwas anomal
ist, aber gute Lichtempfindlichkeit besitzt, keinen auffallenden
Rückgang der Stromstärke beobachten können. Der Um-
stand, daß das anomale Verhalten der Selen-
zellen mit VergTößerung der Lichtintensität im-
mer weniger hervortritt, widerspricht der An-
nahme, daß es sich bei den anomalen Vorgängen
in hygroskopischen Zellen um einen lichtelek-
trischen Effekt handelt.
Femer wurde die Abhängigkeit des; Effekts von der
Wellenlänge des Lichtes untersucht. Von Interesse war, ob
rotes oder blaues Licht in verschiedener Weise auf den Rück-
gang der Leitfähigkeit einwirkt. Wäre der Effekt z. B. ein
chemischer Vorgang, so würde die Lichtfarbe nicht ohne
Einfluß sein. Ich verweise hier auf die lichtelektrischen Er-
Bcheinungen an Metallen in' Elektrol3rten (S. 9), bei denen
die Wellenlänge des Lichtes eine ganz besondere Rolle spielt
und rotes bezw. blaues Licht recht verschiedenartige Wir-
kungen hervorruft.
Es kommt bei dieser . Untersuchung weniger auf Ver-
wendung von homogenem Lichte an als: insbesondere darauf,
daß sich die anomalen Eigenschaften der Zellen von Versuch
zu Versuch nicht wesentlich ändern. Ich arbeitete daher bloß
mit farbigen Gläsern.
Nachdem ich mir rote und blaue Glälser verschafft hatte,
die möglichst wenig andersfarbiges Licht durchließen, wurden
unter ihnen zwei l^olche Gläser ausgesucht, daß eine hoch-
empfindliche normale Selenzelle genau die gleiche Leitfähig-
keitserhöhung erfuhr, ob das Licht dtu'cfh "die rote oder blaue
Platte auf die Zelle fiel. Wäre nun der Rückgang der Leit-
fähigkeit ein photochemit^cherVorgang, so müßte sich ein anoma-
les Präparat hinter dem roten Glas anders verhalten als hinter
— 160 —
dem blauen» Die Unt^ersuchung' ergab aber keinen Untei'schied
un AbfaUen der Leitfähigkeit im roten, und blauen Licht.
Wiuxien die Zellen gut getrocknet imd in ein Ölbad gebracht,
so waren sie normal und zeigten im roten und blauen Licht
bedeutende Leitfähigkeitszunahme. Es liegt demnach kein
photochemischer Vorgang .v^or, was vorauszusehen war, da
ja ein direkter Einfluß des Lichtes kuf den Effekt überhaupt
nicht existiert.
Durch sorgfältiges Austrocknen von hygroskopischen Prä-
paraten^die alle normalen Eigenschaf ten in ausgeprägter Weise
zeigten und nachheriges Einbringen in ein Ölbad erhielt ich
regelmäßig normale Präparate, deren Leitfähigkeit bei Be-
strahlung stark anwuchs und nicht mehr unter den Dunkel-
wert heruntersank. Entzieht man also dem Selen
Feuchtigkeit, so steigt die Lichtempfindlich-
keit. J^emer gelang es durch Einbringen von Präparaten,
die in gewöhnlicher Luft schwach anomal waren, in eine
feuchte Kammer die Leitfähigkeitsabnahme in beliebiger
Stärke zu erhalten. Wurde ein solches Präparat nach der
Behandlung in der feuchten Kammer in den Stromkreis ein-
geschaltet und sofort belichtet, so konnte man meist nur
eine Abnahme der Leitfähigkeit beobachten. Wurde das Prä-
parat 24 Stunden im Freien aufbewahrt, so ging der Abnahme
der. Leitfähigkeit b^i Bestrahlung bereits eine kurze Zunahme
voraus. Am folgenden Tage konnte man meist nur mehr
starke Ermüdung beobachten; das Präparat war cüso imgefähr
in den früheren Zustand zurückgekehrt. Wurde nun das Prä-
parat kurze Zeit a\if einer Temperatur von 30—40^ gehalten^
so daß es austrocknen konnte, so fiel die Dunkelleitfähigkeit
noch um 10—30 Prozent und nun zeigte das Präparat bei Be-
lichtung nur mehr Leitfähigkeitszunahme, verhielt sich also
normal, um später in der Luft wieder allmählich anomal zu
werden. Normale Zellen zeigten bei gleicher Behandlung
nur geringe Veränderungen,
Mehrere Präparate, die zugleich mit anomalen Zellen her-
gestellt worden waren, kamen sofort nach der Abkühlung in
klares öl. Sie verhielten sich stets normal und zwar nicht
bloß im Ölbad selbst, sondern auch nach Herausnahme aus
demselben. Die dem Präparat anhaftende ölschicht verhin-
derte eben ein Eindringen von Feuchtigkeit.
Aus den Seite 151 angeführten Versuchen ergibt sich,
daß sich in hygroskopischen Zellen der Abfall der Sti'omstärke
im Dunkeln um so stärker äußert, je höher die Spannung ist,
und 'daß sich die Zelle beim Übergang zu einer kleineren
Spannung wieder erholt. Da also jede Änderung der Strom-
stärke von Einfluß auf den Dunkelwert ist, so müssen die
bei Belichtung und Verdunkelung einer feuchten Selenzelle
auftretenden Leitfähigkeitsänderungen die Stromstärke beein-
— 161 —
Aussen und zwar in entgegengesetztem Sinne als die Belich-
tung und Verdunkelung a\if eine normale Zelle wirkt: Die bei
Belichtung des feuchten Selens auftretende Leitfähigkeits- und
Stromzunahme drückt die eigene Stromstärke wieder herab;
umgekehrt muß bei Verdunkelung infolge der Abnahme 4er
Leitfähigkeit bezw. Stromstärke die Zelle sich wieder erholen,
die Stromstärke also wieder langsam anwachsen, wie es ver-
schiedentlich beobachtet wurde und in Fig. 126 bei Kurve IV
gestrichelt angedeutet ist. So wird also die Dunkelleitfähigkeit
einer feuchten Zelle indirekt durch die Belichtung und Ab-
dunkelung beeinflußt und zwar in entgegengesetztem Sinne
als bei einer normalen Zelle. Eine direkte Herabsetzung der
Leitfähigkeit des feuchten Selens unter dem Einflüsse des
Lichtes existiert dagegen nicht. Die Stromänderung, die man
gleich nach dem Einschalten des Stromes an einem belich-
teten feuchten Präparat beobachtet, set^ sich also mindestens
aus folgenden Teilen zusammen: 1) aus der Abnahme infolge
des Durchganges des Dunkelstromes, 2) aus der Zunahme in-
folge des lichtelektrischen Stromes, 3) aus der Abnahme in-
folge des Durchganges des lichtelektrischen Stromes. Die
unter 1) und 3) angeführten Änderungen beruhen auf Polarisa-
tion 'und Verdampfung der Feuchtigkeit.
Zusammenfassend können wir feststellen:
Es gibt hygroskopisches und nicht hygroskopisches Selen.
Erstere Selenart erhält man am besten durch Kristallisation
aus dem Schmelzfluß und äußerst langsame Kühlung. Hygro-
skopische Präparate zeigen nur unter bestimmten Bedingxui-
gen ein anomales Verhalten. Sie erweisen sich ganz normal
bei Belichtung ohne Stromdurchgang, nach langem Strom-
durchgang, nach sorgfältigem Trocknen und nachfolgendem
Einbringen in ein Vakuum oder Ol. Durch entsprechende
Polarisation, ^Veränderung der Stromstärke, Variieren der
Lichtintensitätt und Anwendimg feuchter Luft läßt sich das
anomale verhalten im Lichte mehr oder weniger deutlich
zum Ausdruck bringen. Alle Versuche, die Ursache des ano-
malen Lichteffektes aufzuklären, führten zu demselben Re-
sultat; es handelt sich nicht um eine spezifische Eigenschaft
des Selens oder um einen chemischen Vorgang, sondern
lediglich um Einflüsse der Feuchtigkeit und insbesondere der
Liiftfeuchtigkeit. Alle an einzelnen Präparaten bis jetzt beob-
achteten anomalen Erscheinungen lassen sich an hygrosko-
pischen Präparaten dxirch Behandlung ^t feuchter Luft he:^
vorrufen. Der Rückgang der Stromstärke bei Belichtung be-
ruht zum größten Teil auf Polarisation, nur zum geringeren
Teil auf einer Leitfähigkeitsverminderung infolge Verdamp-
fimg der Feuchtigkeit an Stellen größter Stromdichte. Der
anomale Vorgang lagert sich bei Belichtung über die Lei-
fähigkeitsvergrößerung des Selens und verdeckt dieselbe ga..z
D«f S«Uii. 11
— 162 —
oder teilweise. Im ersten Falle kommt die wahre Lichtemp-
findlichkeit erst bei der Abdunkelung durch die plötzliche Ab-
nahme der Leitfähigkeit zur Geltung, im zweiten Falle er-
kennt man sie auch an der momentanen Leitfähigkeitser-
höhung mit dem Auffallen der Lichtstrahlen.
Die Ergebnisse meiner Forschungen über den Einfluß
der Feuchtigkeit auf die Lichtempfindlichkeit des Selens haben
nicht bloß theoretischen Wert, sondern auch praktische Be-
deutung für den Bau von Selenzellen; sie beweisen uns,
wie dringend notwendig es ist, Selenzelle^ sofort nach der
Herstellung (am besten schon am Schlüsse der Kristallisation
vor der Abkühlung auf Zimmertemperatur) mit ein«^ durch-
sichtigen Fimisschicht zu überziehen oder in luftleeren Röh-
ren einzuschließen, um sie vor den Einflüssen der atmosphä-
rischen Luft zu schütten. Vereinzelt wurde dieses nun allge-
mein übliche Verfahren auch früher schon angewendet z. B.
von Bronk (149) für seine zylindrischen Zellen.
XI. Negative Lichtempfindlickkeit
An einem hygroskopischen Selenpräparat (S. 148) kann
man bei Belichtung je nach dessen Feuchtigkeitsgehalt die
verschiedenartigsten Änderungen der Stromstärke beobachten*
Wird das Präparat getrocknet, so verhält es sieh normal; die
elektrische Leitfähigkeit steigt bei Belichtung momentan rasch
an, um dann wieder langsam abzufallen (Kurve I in Fig. 131);
bei Verdunkelung geht die Leitfähigkeit rasch gegen den Dun-
kelwert zurück, erreicht ihn aber erst nach längerer Zeit wie-
der. Das Präparat zeigt also die Ermüdungs- und Trägheits-
erscheinungen in bekannter Weise. Bringt man d^ Präparat
kurze Zeit in freie Luft, so beobachtet man bei Belichtung
die durch Kurve II veranschaulichten Stromänderungen; die
Ermüdung hat zugenommen, die Stromstärke fällt nach der
Abdunklung unter den ursprünglichen Dunkelwert herab. Hat
das Präparat mehr Feuchtigkeit aufgenommen, so beobachtet
man bei Belichtung momentan noch eine schwache Zunahme,
dann ein rasches Abfallen der Stromstärke unter den Dunkel-
wert ; bei Verdunkelung findet erst noch eine weitere Abnahme
statt, ehe die Rückkehr erfolgt (Kurve III). Bei sehr feuchten
Zellen kommt die momentane Zunahme zu Beginn der Be-
lichtung auch noch in Wegfall, die Stromstärke fällt gleich
ab und erleidet bei Verdunkelung noch einen weiteren Rück-
gang, um sich nachher wieder langsam zu erholen (Kurve ly).
Wesentlich ist, daß bei diesen Versuchen der Strom nicht
allzulange vor der Bestrahlimg eingeschaltet wird.
— 163 —
3 ^
Fig. 131.
Die durch die Kurven II, III und IV dargestellten Ände-
rungen der Stromstärke haben nur einige Forscher an ein-
zelnen Zellen verschiedener Herstellung beobachtet. Merk-
würdiger Weise hat man nicht versucht, die auffallenden Prä-
parate unter verschiedenen Versuchbedingungen zu prüfen
und ihr sonderbares Verhalten durch andere Einflüsse zu er-
klären, obwohl die Zellen starken zeitlichen Änderungen un-
terworfen waren; man war vielmehr geneigt, die Leitfähig-
keitsabnahme bezw. Widerstandszunahme als eine spezifische
Eigenschaft des Selens anzusehen, und bezeichnete die Wider-
standsabnahme bei Belichtung als positive Lichtempfindlich-
keit oder Lichtempfindlichkeit erster All:, die Widerstands-
zunahme dagegen als negative Lichtempfindlichkeit oder
Lichtempfindlichkeit zweiter Art. Es läßt sich unschwer zei-
gen, daß die von den einzelnen Forschem beobachtete negative
Empfindlichkeit nur eine scheinbare ist und durch Oberein-
anderlagerung mehrerer Vorgänge zustande kommt. Die Er-
scheinung erklärt sich in den meisten Fällen durch den Ein-
fluß von Feuchtigkeit und Verunreinigimgen, kann aber auch
diurch die Inkonstanz des Widerstandes und den Wechsel des
Temperaturkoeffizienten hervorgerufen sein.
Kalischer (92) beobachtete an einigen Zellen bei schwa-
cher Belichtung Zunahme des Widerstandes, bei großer Licht-
intensität aber momentane Abnahme mit nachfolgender Zu-
nahme. Bei Verdunkelung fand erst noch eine weitere Wider-
standszunahme statt, ehe die Rückkehr erfolgte. Durch Vari-
11*
— 164 —
ieren der Lichtstärke konnte bald Zunahme, bald Abnahme
des Widerstandes erzielt werden. Der Widerstand war großen
zeitlichen Schwankungen unterworfen; gewöhnlich xiahm er
im Laufe der Zeit ab und damit verschwand ihre positive
Lichtempfindlichkeit ganz.
Auffallen muß sofort, daß bei Eintritt der Verdunkelung
momentan eine weitere Widerstandszunahme erfolgt; man
sieht, daß mit der Verdunkelung eine Energiequelle ausge-
sctxaltet wird, unter deren Einfluß der Widerstand geringer
ist, und das ist eben die Lichtstrahlung. Man kann die Wir-
kung des Lichtes auf eine solche Zelle sehr schön dadurch
zeigen, daß man nach der Verdunkelung gleich wieder be-
lichtet, was ein sofortiges Sinken des Widerstandes zur Folge
hat. Daraus ersieht man, daß die positive Lichtwirkung an-
fänglich lediglich durch andere Vorgänge verdeckt ist und
daß es sich bei der beobachteten Widerstandszunahme nicht
um eine direkte Einwirkung des Lichtes auf das Selen han-
deln kann. Könnte das Licht durch direkte Einwirkung den
Widerstand des Selens erhöhen, so müßte derselbe doch bei
Verdunkelung wieder abnehmen. Die von Kalischer verwen-
deten Zellen waren offenbar feucht bezw. hygroskopisch;
denn sie zeigten nicht bloß im Lichte das für feuchte Prä-
parate charakteristische Verhalten, wie es durch Kurve III
und IV in Fig. 131 dargestellt ist, sondern verhielten sich auch
im Dunkeln wie jene, indem ihr Widerstand nach der Her-
stellung zugleich mit der Lichtempfindlichkeit von Tag zu
Tag bis zu einem Minimtun abnahm.
Nach W e i g e 1 (235) beruht die Lichtempfindlichkeit des
Selens nicht axif einer Zunahme der Leitfähigkeit des Selens
selbst, sondern auf einer Widerstandsverminderung des ab-
sorbierten Wassers unter dem Einflüsse des Lichtes; die
Selenzelle muß nach ihm unbedingt eine bestimmte Wasser-
menge enthalten, um überhaupt lichtelektrisch empfindlich
zu sein. lUm diese seine Anschauung !zu stützen, stucht W e i g e 1
festzustellen, daß die Lichtempfindlichkeit verschwindet, wenn
dem Selen das Wasser entzogen wird. Ein Präparat, das in
ein Gefäß mit Phosphorpentoxyd gebracht wurde, besaß an-
fänglich gute Lichtempfindlichkeit, die allmählich abnahm;
schließlich wurde das Präparat anomal, es trat bei Belichtung
bisweilen Widerstandszunahme auf. Nun habe ich (315, 383)
bei Tneinen zahlreichen Versuchen, bei denen ich ganz trockene
Präparate der Feuchjtigkeit bezw. dem Wasserdampf aussetzte,
stets ohne Ausnahme eine allmähliche Abnahme der Licht-
empfindlichkeit bis zu Null und negativen Werten konstatieren
können. Es scheint mir daher bei dem' Wei gelschen Ver-
such irgend ein Mangel vorzuliegen; denn der Ausfall der
Untersuchung deutet darauf hin, daß das Präparat eher Feuch-
tigkeit aufgenommen als abgegeben hat Ich habe nun den
- 165 —
Versuch verschiedene Male wiederholt und bin in allen Fällen
zu. dem entgegengesetzten Resultat gelangt: Entzieht man
dem Selen Wasser, so steigt die Lichtempfind-
lichkeit, ein Ergebnis, das vollständig im Einklang mit
den Beobachtungen aller anderen Forscher steht.
Eine Selenzelle wurde in ein Glasgef äß^ das Phosphorpent-
ozyd enthielt, luftdicht eingeschlossen und mehrere Tage hinter-
einander geprüft. Besondere Sorgfalt mußte darauf verwendet
werden, daß die Temperatur konstant blieb. Sofort nach dem
Einbringen betrug die Dunkelleitfähigkeit des Präparates 158,
nach 60 Sekunden langer Bestrahlung 204; bei Wiederholung
des Versuches nach 1 Stunde erhielt ich die Werte 123 bezw.
17.3, am folgenden Tage 122 bezw. 172, nach 7 Tagen 118 bezw.
168. Ein anderes Präparat brachte ich in ein Gefäß, das
Chlorcalcium enthielt. Die entsprechenden Werte waren
gleich nach dem Einbringen 180 bezw. 430, nach 1 Stundei
160 bezw. 411, am folgenden Tage 150 bezw. 395, am nächsten
Tag 141 bezw. 370, nach 7 Tagen 142 bezw. 372. Ähnliche
Resultate lieferten andere Versuche. Man sieht, die Dunkel-
leitfähigkeit nimmt allmählich zugleich mit dem Wassergehalt
des Präparates ab, während die Lichtempfindlichkeit etwas
steigt.
Übrigens gibt Weigel selbst Beobachtungen an, die
direkt das Gegenteil von dem beweisen, wad er behauptet.
Er brachte eine Zelle in destilliertes Wasser und belichtete
sie widderholt. Blei jeder folgenden Belichtimg sank die
Lichtempfindlichkeit immer mehr. Als die Zelle aus dem
Wasser gebracht und getrocknet wurde, hatte sie wieder
höhere Lichtempfindlichkeit, die aber beim Eintauchen der
Zelle ins Wasser rasch sank,besoiders beinti Schilt ein. Andere
Reagenzien hatten noch einen größeren Einfluß und bewirk-
ten Widerstandsvermehrung bei Belichtung, Dieser Versuch
ist dodh ein deutlicher Beweis für den schädlichen
Einfluß des Wassers. Auch die Beobachtung Wei-
gels, daß die Lichtempfindlichkeit im Vakuum
größer ist als in freier Luft, spricht gegen seine
eigene Auffassung und bestätigt meine Ergebnisse.
Sehr interessante Beobachtungen hat Schrott (258) bei
der Abkühlung seiner Präparate von 210^ auf 'Zimmertempe-
ratur gemacht.
Chemisch reines Selen wurde geschmolzen, auf 195 ^ C
abgekühlt, 5 Stunden bei dieser Temperatur Im Luftbad ge-
halten und sehr langsam gekühlt. Das sb entstandene kristal-
linische Selen wurde gepulvert ujid 6 Stunden auf 2100*er-
hitzt. Das Pulver zeigte sich nach diesem Prozesse zu einer
festen Masse zusanunengesintert, so daß es neuerlich zerrieben
werden mußte. Ein aus diesem Material gepreßter Zylinder
zeigte bei Zimmertemperatur im Lichte Widerstandsverrin-
— 166 —
gerung (positive Lichtempfindlichkeit). Bei Brwännung nahm
die Lichtempfindlichkeit unter kleinen Schwankungen immer
mehr ab und verschwand bei 200 ^ C vollständig. Die voll-
ständig ausgezogene Kurve in Fig. 132 Veranschaxüicht die
beobachteten Empfindlichkeitsänderungen, ausgedrückt in Pro*
zenten nach folgender Formel:
Wd
100.
Das Präparat zeigte also bei der Erwärmung nur positive
Lichtempfindlichkeit. Ganz anders verhielt es sich nun bei
der Abkühlung. Die Lichtempfindlichkeit begann sofort wie-
der zu steigen, erreichte bei ca. 185^ ein Maximum xind fiel
dann langsam ab. Bei 150^ erwies sich das Präparat voll-
ständig unempfindlich gegen das Licht. Als jetzt weiter abge-
kühlt wurde, zei^e sich bei Belichtung eine Widerstands-
vergrößenmg, also negative Lichtempfindlichkeit. In der
Gegend von 100^ änderte sich die Erscheinung dahin, daß bei
den Messungen zunächst eiü schwacher, eine Widerstands-
abnahme anzeigender Ausschlag eintrat, unmittelbar darauf
aber der Widerstand zunahm und über den Dunkelwiderstand
bei weiterer Dauer def Belichtung anstieg. Es wurde darum
ddl: erste Ausschlag und der Ausschlag nach einer Minute
bestimmt. In Fig. 132 veranschaulicht die gestrichelte Kurve
die Empfindlichkeitsänderungen während der Abkühlung.
w ¥o 6a
Ä ^i^ -ffr ^ti^ iWr i^
Fig. 132.
— 167 —
Unterhalb 110^ teilt sich die Kurve in 2 Aste, von denen der
obere die Empfindlichkeit zu Beginn der Bestrahlung,
der untere die Empfindlichkeit nach einer Bestrahlung von
1 Minute angibt. Bei weiterer Abkühlung gegen Zimmertem-
peratur zeigt das Präparat im Lichte nur mehr eine Leitfähig-
keitszunahme ; die Leitfähigkeit ging zwar während der Be-
strahlung zurück, fiel aber niemals mehr unter den Dunkelwert
herab. Das Präparat war also normal geworden, besaß gute
positive Lichtempfindlichkeit und die bekannte Ermüdungs-
erscheinung.
Die von Schrott innerhalb gewisser Temperaturgrenzen
beobachtete Widerstandszunahme, die er Lichtempfindlich-
keit zweiter Art nennt, stellt sich bei genauerer Betrachtung
nicht als eine spezifische Eigenschaft des Selens heraus, son-
dern als eine Obereinanderlagerung von 2 Vorgängen, von
denen der eine den andern ganz oder teilweise verdeckt. Um
die Erscheinung genau erklären zu können, muß man vor
allem die Leitfähigkeitskurve des verwendeten Präparates
kennen. In Fig. 133 stellt Kurve I die Widerstandsänderungen
des Präparates bei Erwärmung von Zimmertemperatur bis
200 dar, Kurve II die Verändeitmgen bei der anschließenden
Abkühlung. Bei der Erwärmung besaß das Präparat nur
einen negativen ^emperaturkoeffizienten des Widerstandes,
bei der Abkühlung überwog bis gegen 180^ der metallische
Charakter, dann war der Temperaturkoeffizient fast bis Zim-
meitemperatur negativ. Femer muß ich daran lerinnem» daß
man bei einem derartigen Erhitzungsprozeß je nach der Ge-
schwindigkeit der Eihitzung sehr verschiedenartige Leitfähig-
keiten beobachtet. Hält man während der Erwärmung nicht-
metallischen Selens die Temperatur plötzlich konstant, so
sinkt der Widerstand trotzdem immer noch weiter und zwar
zuerst rasch, dann immer langsamer bis zu einem Minimum;
ebenso wächst der Widerstand inimer noch weiter, wenn man
während der Abkühlung die gleiche Temperatur länge: e Zeit
beibehält. Bei dem axif Seite 36 angeführten Erhitzungsprozeß
mußte Marc die Temperatur meist 1 bis 3 Tage konstant
halten, bis der Widerstand annähernd stabil geworden war,
und der ganze Versuch nahm mehrere Wochen in Anspruch.
Bei dem Schrottschen Verfahren spielen diese Verschiebungen
des Dunkelwiderstandes während jeder Beobachtung, die In-
konstanz des Widerstandes, eine große Rolle; der Einfluß
muß um so. größer sein, je rascher der ganze Erhitzungsprozeß
ausgeführt wurde.
Wir wollen nun die Widerstandsänderungen während der
Abkühlung betrachten. Es lagern sich inuner zwei Vorgänge
über einander und zwar: a) die Widerstandsabnahme infolge
der Bestrahlung, b) die Änderung des Dunkelwiderstandes wäh-
rend der Versuchsdaui^. Letztere hat je nach dem Tempera-
-^ 168 —
Z(t 90 6e ff ^tt i» iw "lir iw uonf
Fiff. 133.
turkoeffizienten des Widerstandes verschiedene Richtung. Von
200 bis 180^ besaß das Präparat metallischen Charakter, es
trat also bei Abkühlung eine Abnahme des Widerstandes ein.
Bei jeder Beobachtung innerhalb dieses Bereiches setzt sich
also der Effekt a) aus einer Widerstandsabnahme infolge der
Belichtung, b) aus efner unbedeutenden Abnahme des IVider-
standes wkhrenH der Versuchsdauer zusammen. Anders liegen
die Verhältnisse bei Abkühltmg von 180^ b(is Siegen Zimmer-
temperatur ; hier nimmt mit Temperaturemiedrigung und auch
bei Konstanthalten der Temperatur der Widerstand zu und
— 169 —
zwar besonders in der Gegend von 140 — 90 ^ Hier lagern sich
bei jeder Beobachtung folgenSe Vorgänge über einander:
a) Widerstandsabnahme bei Belichtung, b) Widerstandszu-
nalune während des Versuch'es. Da letztere in der Gegend
von 120® bedeutend, erstere aber, wie die Erwärmungskurve
(obere Kurve in Fig. 132) zeigt, nur gering war, so muBte die
Widerstandszunahme überwiegen. Bei weiterer Abkühlung
wächst die Lichtempfindlichkeit immer mehr, die W^iderstands-
ztinahme während des Versuch'es aber nimmt ab. Daher muß
der Vorgang a mit Temperaturemiedrigung mehr und mehr
überwiegen, besonders am Anfang der Belichtung, da der
Voigang a momentan, der Vorgang b langsamer sich vollzieht.
Mit Annäherung an die Zimmertemperatur beobachtet man
somit bei Belichtung nur mehr eine Widerstandsabnahme
mit nachfolgender kleiner Zunahme.
Die Änderungen der Lichtempfindlichkeit an einem ande-
ren Präparat ersieht man aus den Kurven in Fig. 134. Das
W ^ ^ 4nf *•
Flg. 134.
verwendete Selen gehörte der harten Modifikation an, es war
durch einen Brhitzungsprozeß unter 200 ^ gewonnen worden.
Der Temperaturkoeffizient des Widerstandes war während der
Erwärmung tmd Abkühlung negativ; die Lichtempfindlichkeit
wurde nach einer Beleuchtungsdauer von 20 Sekunden fest-
g^estellt. Bei Erwärmung nahm die Lichtempfindlichkeit
g^en 200^ C ab, um dort ganz zu verschwinden; oberhalb
80 ^ C zeigt 'die Kurve eine Unre|^elmäßigkeit, die auf statt-
gefundene molekulare Umlagerungen schließen läßt. Bei der
— 170 —
Abkühlung erhielt Schrott zwischen 185 ^ und 65® eine Wider-
standsabnahme bei Belichtung; innerhalb dieses Temperatur-
bereiches war also die Widerstandsabnahme infolge der Be-
strahlung offenbar geringer als die Zunahme des 'Widerstandes
während des Versuches. Erst innerhalb des Temperaturbe-
reiches, in dem die wahre Lichtemf^indlichkeit größere Werte'
annimmt und zwar unter 60® steigt die Widerstandsabnahme
bei Belichtung ganz beträchtlich an.
Man darf wohl annehmen, daß Schrott bei seinen Ver-
suchen keine Widerstandszunahme bei Belichtung beobachtet
hätte, wenn mit der Belichtung stets bis zur Erreichung eines
annähernd konstanten Widerstandes gewartet worden wäre.
Bei Zimmertemperatur konnte Schrott in keinem Falle eine
Abnahme des Widerstandes an belichtetem Selen feststellen.
Pochettino und Trabacchi (253, "287) beobachteten
an Zellen, die durch Kristallisation des Selens aus dem
Schmelzfluß und recht langsame Abkühlung gewonnen wor-
den waren, nach der Herstellung sehr hohen Widerstand und
gute Lichtempfindlichkeit. Mit der Zeit nahm der Widerstand
immer mehr ab und erreichte schließlich nach ca. einem
Monat einen auffallend niedrigen Wert. Zugleich mit dem
Wicfbrstand fiel die Lichtempfindlichkeit beständig ab bis zu
Null und negativen Werten, so daß dann bei Belichtung eine
Widerstandszunahme zu beobachten war.
Es genügt wohl darauf hinzuweisen, daß diese Zellen so-
wohl in der Herstellung als auch in ihrem ganzen Verhalten
vollständig meinen hygroskopischen Präparaten gleichen, so
daß die daran beobachtete negative Empfindlichkeit auf den
Einfluß der Feuchtigkeit zurückzuführen ist.
Interessant sind die Beobachtungen, die Pochettino und
Trabacchi an den beschriebenen Zellen bei Behandlung mit
Wechselströmen gemacht haben. Unter der Einwirkung von
Wechselströmen fand eine bedeutende Widerstandszimahme
statt, die auch nach Aufhören des Wechselstromes noch
4 — 5 Minuten anhält. Gleichzeitig nahm die negative Licht-
empfindlichkeit immer mehr ab und schließlich wurden die
Zellen normal, sie zeigten Widerstandsabnahme bei Belich-
tung; der Effekt wechselte also sein Zeichen. Unter dem
Einflüsse des Wechselstromes wuchsen denmach Widerstand
und positive Lichtempfindlichkeit zugleich, wie es nach den
früheren Ausfühnuigen (S. 64) nicht anders zu erwarten ist.
Die Wirkung des Wechselstromes war aber keine, bleibende,
indem schon nach einigen Tagen die Zelle in den früheren Zu-
stand zurückkehrte. Da die Behandlung mit Wechselströmen
den gleichen Erfolg hat wie eine Trocknung der Zellen, muß
man annehmen, daß die Wechselströme eine Verdrängung
und Verdampfung der Feuchtigkeit bewirken.
— 171 —
Brown (348, 391, 414, 415) hat eich wiederholt mit der
Herstellung negativ lichtempfindlichen Selens 'beschäftigt.
Seine Zellen besaßen außerordentlich hohe Leitfähigkeit und
negativen Temperaturkoeffizienten fies Widerstandes. Bei
längerem Strömdurchgang nahm die Dunkelleitfähigkeit ab,
ebenso bei mehreren hinter einander folgenden Messungen.
Im Lichte trat eine unbedeutende Widerstandsrunahme ein,
die bei einer Zelle mit einem Dunkelwiderstand von 117 Ohm
ca. 1,5 Ohm, bei 191 Ohm etwa 2 Ohm, bei 262,5 Ohm nur
1,1 Ohm betrug und in den meisten Fällen sogar noch geringer
war. Wenn der Widerstand der Zellen während des Experi-
mentes zugenonunen hatte, war nachher bei Bestrahlung der
negative Wert viel geringer. Im Laufe der Zeit verloren die
Zellen manchmal ihre Empfindlichkeit ganz.
Das Verhalten dieser Zellen, die auf chemischem Wege
hergestellt worden waren, erinnert in allen Punkten an meine
feuchten Präparate; die Vorgänge in den Brownschen Zellen
sind indes wesentlich andere. Während bei den bben be-
schriebenen hygroskopischen Präparaten die positive Licht-
empfindlichkeit d. h. die Widerstand^bnahme bei Belichtung
auf den Verlauf der Erscheinxing von Einfluß ist, bleibt hier
eine Einwirkung des Lichtes auf das Selen selbst ausgeschlos-
sen. Denn die Brownschen Zellen haben durchschnittlich
einen Widerstand von 100 Ohm, während ein in gleicher
Weise aus reinem trockenem Selen hergestelltes Präparat
einen mindestens tausendmal größeren Widerstand aufwei-'
sen würde, so daß das Selen selbst an der Leitfähigkeit in den
Brownschen Zellen kaum einen Anteil hat; unter diesen Um-
ständen kann auch eine Lichtwirkung auf das Selen niemals
zur Geltung kommen. Es kann sich (demnach nur um einen
photochemischen Vorgang handeln, um einen Einfluß des
Lichtes auf die Verunreinigungen des Selens, also um einen
Effekt, an dem das Selen selbst nicht beteiligt ist. Die Rich-
tigkeit dieser Anschauung wird durch folgende von Brown
(414, 415) später angegebene Methode zur Herstellung nega-
tiv lichtempfindlichen Selens bestätigt.
Um Selenzellen zu erhalten, deren Leitfähigkeit bei Be-
lichtung eine Leitfähigkeitsabnahme zeigt, behandelt man posi-
tiv lichtempfindliches kristallinisches Selen oder auch die
nichtleitende amorphe Modifikation mit Quecksilberdämpfen.
Brown brachte positiv lichtempfindliche Zellen, deren Wider-
stand ca. 20 Millionen Ohm hatte, in das Vakuum einer Queck-
silberluftpumpe. Im Vakuum von 0,01 mm bat innerhalb 20
Minuten keine merkliche Änderung des Widerstandes ein,
dagegen war nach 12 Stunden der i^Widerstand auf 40 Ohm
gesunken. Es zeigten sich nun im Dunkeln und Lichte Un-
regelmäßigkeiten, wie sie sonst bei negativ lichtempfindlichen
Präparaten zu beobachten sind. Es unterliegt meines Er-
N — 172 —
achtens keinem Zweifel, daß die Ursache des geringen Wider-
standes und der anomalen Erscheinungen in der Absorption
des Quecksilberdampfes durch das Selen zu suchen ist. Als
weiteres Verfahren empfiehlt Brown, amorphes Selen in das
Vakuum einer Quecksilberluftpumpe zu bringfen oder bei atmo-
sphärischem Druck über erhitztes Quecksilber zu halten, bis es
schwarz geworden ist. In diesem Falle erhält also das
amorphe Selen, ein Isolator, verhältnismäßig hohe elektrische
Leitfähigkeit durch Aufnahme von Quecksilberteilchen. Die
Quecksilberdämpfe setzen also die positive Lichtempfindlich-
keit auf Null herab, verleihen den /Präparaten die hohe Leit-
fähigkeit und bewirken jene anomalen Erscheinungen, die
als niegative Lichtempfindlichkeit bezeichnet werden. Es
handelt sich also hier nicht um eine spezifische Eigenschaft
des Selens selbst, sondern um die RVirkung von Verunreini-
gungen. Bei dieser Gelegenheit sei noch darauf hingewiesen,
daß manche Gase keinen wesentlichen Einfluß auf die
Lichtempfindlichkeit auszuüben scheinen; so fand Marc (282)
für seine Zellen in trockener Luft, in Kohlensäure und im
Vakuum die gleiche Lichtempfindlichkeit.
Zellen derselben Art erhielt Cr um (373); ihr Dunkelwider-
stand war sehr veränderlich, im Lichte trat eine Zunahme von
X weniger als I p/o ein.
Zusammenf assi^nd kann festgestellt werden, daß die so-
genannte negative Lichtempfindlichkeit keine
spezifische Eigenschaft des Selens ist; die von
einzelnen Forschern bei Zimmertemperatur be-
obachtete Widerstandszunahme des belichte-
ten Selens beruht auf dem Einflüsse von Feuch-
tigkeit und Verunreinigungen, dagegen erklä-
ren sich die während eines Erhitzungsprozesses
auftretenden ähnlichen Erscheinungen durch
die Inkonstanz des Widerstandesund den Wech-
sel des Temperaturkoeffizienten.
— 173 —
XII. Sekundärströme, Gleichrichter-
wirkung, Wechselstromeffekt.
Es ist erwiesen (S. 149), daß bestimmte Selenpräparate
stark hygroskopisch sind und beim Durchgang eines Gleich-
stromes einen kräftigen Polarisationsstrom zeigen.
Durch sorgfältiges Trocknen kann man die Feuchtigkeit aus
dem Präparat austreiben, worauf es kaum mehr eine Spur
von Polarisation besitzt. Im Laufe der Zeit wird das Präparat
in der Atmosphäre wieder polarisierbar. Durch entsprechende
Kristallisation und Abkühlung lassen sich Selenpräparate her-
stellen, die im allgemeinen keine Polarisationserscheinungen
aufweisen; solche Zellen besitzen einen höheren spez. Wider-
stand als feuchtes Selen. Polarisiert man eine hygroskopische
Selenzelle, so verhält sie sich bei (Beleuchtung ähnlich wie
ein galvanisches Selenelement (S. 188). Bei geringer Polari-
sation tritt im Lichte gewöhnlich eine kleine Zunahme des
Stromes ein, während bei stärkerer Polarisation stets eine
Abnahme des Polarisationsstromes zu beobachten ist; bis-
weilen läßt sich bei Einwirkung des Lichtes eine momentane
Zunahme, dann Abnahme des Polarisationsstromes feststellen
(Uljanin 98, Ries 315).
Nun haben einige Forscher an Selenzellen nach dem
Durchgang eines Stromes einen entgegengesetzt gerichteten
Strom beobachtet, der einem Polarisationsstrom ähnlich ist,
aber nach seihen Eigenschaften nicht von Feuchtigkeit her-
rühren kann. Die Erscheinung wurde zuerst von Adams uzicl
Day (23) an einem Selenpräparat mit 2 Platinelektroden be-
obachtet, aber erst 32 Jahre später von Pochettino (311) ein-
gehender studiert. Poebettino nenn% den Strom, dessen Ur-
sache heute noch unbekannt ist, Sekundärstrom.
Nach Pochettino ist der Sekundärstrom um so kräftiger,
je größer der Widerstand der Zelle. (Bei dem Polarisations-
strom ist dies bekanntlich umgekehrt.) Steigert man den
Widerstand eines Selenpräparates durch die bekannten Hilfs-
mittel, so wächst gleichzeitig der Sekundärstrom. Läßt man
den primären Strom nicht länger als eine Sekunde wirken, so
wächst die Anfangsstärke des sekundären Stromes propor-
tional der elektromotorischen Kraft des primären Stromes und
der Quadratwurzel aus seiner Dauer. Der Sekundärsttom
tritt am deutlichsten an den Zellen auf, die eine ausgesprochen
positive Lichtempfindlichkeit zeigen. (Die Polarisationsströme
treten dagegen in besonderer Stärke an anomalen Zellen auf.)
Belichtung setzt den sekundären Strom herab. Die Natur
des Elektrodenmaterials scheint von Einfluß auf die Erschei-
nung zu sein; besonders wirksam zeigten sich Elektroden aus
— 174 —
Eisen und Zink. Das Auftreten des (Sekundärstromes läßt
sich nicht durch einen fhermoelektrischen Effekt erklären.
An manchen Selenpräparaten kann man je nach der Dauer
und Richtung des Stromes verschiedene Widerstände, also
unipolare Leitung, finden. Die durch die Stromrich-
tung bedingte Widerstandsdifferenas wächst mit der Zeit des
Stromdurchganges und wird schließlich konstant; sie geht
nach Ausschalten des Stromes zurück und scheint im Augen-
blick des Einschaltens gleich Null za sein. Die Erscheinung
ist gewöhnlich an anomalen Präparaten z\i beobachten; an
vollkonunen trockenen normalen Zellen haben Pfund (336),
Ries (383), Fürstenau (480) keine Spur eines Polarisation»-
bezw. Sekundärstromes oder einer unipolaren Leitung finden
können. Nach Weigel (235) ist die unipolare Leitung keine
spezifische Eigenschaft des Selens; sie ist durch die An-
wesenheit von Feuchtigkeit im porösen Selen verursacht und
verschwindet beim Austrocknen eines Präparates. Nach
Greinacher (481) ist die Erscheinung durch Polarisation allein
nicht zu erklären. ^
Da unipolare Körper als Gleichrichter dienen können,
muß sich eine Selenzelle, deren Widerstand in den beiden
Stromrichtungen verschieden ist, zur Gleichrichtung von
Wechselströmen verwenden lassen (Weigel 235). Schaltet
man z. B. eine solche Zelle in einen Zw^ig der Wheatstone-
schen Brücke und reguliert die Widerstände der drei anderen
Zweige derartig, daß bei Verwendung eines Gleichstromes
durch das in der Brücke liegende Galvanometer kein Strom
mehr fließt, so muß bei Benützung eines Wechselstromes
das Galvanometer einen Gleichstrom anzeigen, da die Selen-
zelle dem Wechselstrom in der einen Richtung einen kleine-
ren Widerstand entgegensetzt als in der anderen.
Nach Pochettino (337) ist die Fähigkeit einer Selenzelle
einen Wechselstrom gleichzurichten um so größer, je höher
ihr Widerstand ist; im übrigen findet er, daß sich die Selen-
zellen analog den elektrolytischen Gleichrichtern verhalten.
Daß sich durch Behandlung mit Wechselströmen sowohl
Widerstand als auch Empfindlichkeit einer normalen und ano-
malen Selenzelle steigern lassen, wurde schon früher erwähnt.
Der durch Wechselströme erzielte Effekt ist aber nicht von
Dauer, die normalen Zellen kehren in ca. 8 Tagen, die ano-
malen bereits in 1 — 2 Tagen in den ursprünglichen Zustand
zurück.
Greinacher und Miller (482) beobachteten an Selenzellen
eine starke Gleichrichterwiikung; sie unterscheiden 2 ver-
schiedene Gleichrichtereffekte, einen normalen, der von der
Wechselstromrichtung unabhängig ist, imd einen anomalen,
der von der Wechselstromkurve abhängt und seine Richtung
beim Kommutieren des Wechselstromes ändert.
\
— 176 —
Bei meinen (512) Selenisellen änderte sich die Richtung des
durch Gleichrichterwirlning erzeugten Gleichstromes nicht,
wenn die Zelle bald in der einen, bald in der anderen ^flichtung
eingeschaltet vhxrde. Die Ursache der Gleichrichterwirkung
an Seleenzellen scheint also nicht bloß auf Her Verschiedenheit
des Widerstandes in beiden Richtungen zu beruhen. Die Höhe
des Widerstandes hat aber einen wesentlichen Einfluß auf
die Höhe der Gleichrichterwirkimg. Setzt man den Wider-
stand ' herab z. B. durch Temp'eraturveränderung, so nimmt
auch der Gleichrichtereffekt ab. Verwendet man Selenzellen
von besonders hohem Widerstand, so springt der elektrische
Funke zwischen den Elektroden über und zerstört die Zellen
ganz oder teilweise.
Bei seinen Versuchen über die Gleichrichterwirkung fand
Greinacher (481) die auffallende Erscheinung, daß außer dem
Gleichrichtereffekt noch eine Widerstandsverringerung des^e-
lenQ auftritt, sobald man zum Wechselstrom noch einen Gleich-
strom hinzuschaltet. Die Versuchsanordnung war im all-
gemeinen die in Fig. 135 angegebene Brückenschaltung. Zu-
Flg. 13S.
erst wurden unter Verwendung von Gleichstrom die Wider-
stände W gegen den Widerstand der Selenzelle Z so abge-
glichen, daß das Galvanometer G in der Brücke stromlos war.
Da die izur Verwendung kommenden Zellen die Eigen-
schaft besaßen, daß ihr Widerstand bei Hindurchgang von
Gleichstrom wuchs, mußte solange abgeglichen werden, bis
das Galvanometer keine merkliche Veränderung im Selen-
widerstand mehr anzeigte. Dann wurde der Gleichstrom der
Batterie B abgeschaltet und der Wechselstrom, den die Se-
kundärspule S des Transformators T lieferte, angeschlossen.
Das Galvanometer zeigte nun einen Ausschlag tmd zwar war
der angezeigte Gleichstrom dem vorangegangenen Strome ent-
gegengerichtet. Wurde aber der Gleichstrom der Battetie B
— 176 -
nicht ausgeschaltet und der Wechselstrom darüber gelagert,
so zeigte sich die merkwürdige Erscheinung*, daß nun der
Effekt iar entgegengesetzter Richtung wie ohne gleich-
zeitigen Gleichstrom auftrat.
Greinacher verweist auf die axiffallende Ähnlichkeit die-
ses Wechselstromeffektes mit dem Lichteffekt; so-
wohl bei Bestrahlung mit Licht als bei Durchgang eines
Wechselstromes erhält man eine Vergrößerung des durch
die Selen'zelle hindurchgehenden Batteriestromes. Da
nun die Wechselströme den Selenwiderstand ebenso
zu beeinflussen scheinen wie Licht, so untersuchte Greinacher
den Zusammenhang zwischen Licht- und Wechselstromeffekt
und fwar die Abhängigkeit der beiden Effekte von der Inten-
sität, der Stromstärke, der Temperatur und der Trägheit.
'7000
^6000
^5000
I
^ifOOO
^ZOOO
fOH^^
y
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y
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X
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J
Y
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^/
-
J^
OS ^ Z 3 9
Primärer Wecäse/sfrom in /l/7?p.
Fiff. 136.
Figur 136 veranschaulicht die Widerstandsänderungen von
3 Selenzellen S^, S2, S4 bei Änderung der Wechselstrominten-
sität, während wir aus Fig. 137 äie analogen Versuche an
denselben Zellen mit Licht ersehen. Die Reihenfolge der
Zellen für Licht- und Wechselstromempfindlichkeit ist genau
die gleiche, auch haben die Lichtkurven ungefähr den gleichen
Verlauf, so daß Licht- und Wechselstromeffekt dieselbe Ab-
— 177 —
ZO00O\
006 oot
Reziproker Abstand der Lichlcfuelle
Fif. 137.
hängigkeit von 'der Energie aufweisen. Auch bei Tempera-
turerhöhxing zeigen beide Effekte einen ähnlichen Verlauf,
dagegen ist der Spannungs- und Trägheitseffekt in beiden
Fällen sehr verschieden. Der Wechselstromeffekt nimmt mit
der Spannung ganz bedeutend stärker ab als der Lichteffekt
und die Trägheitslnuven haben sogar für beide Effekte ein
ganz verschiedenes Aussehen. Kurve 1 in Fig. 138 veran-
schaulicht die Leitfähigkeitsänderungen der Selenzelle 83 bei
15 Minuten langer Belichtung und nachfolgender Verdunke-
lungy während Kurve 2 die entsprechenden Andenmgen bei
15 Minuten dauernder Wechselstrombelastung angibt. Die
bei Bestrahlung erhaltene Trägheitskurve zeigt nichts Auf-
fallendes; dagegen trägt die Kurve 2 ganz den Charakter der
Lichtträgheitskurven für anomale Zellen, wie ich ^sie gefun-
den habe (S. 154); wir sehen ein rasches Anwachsen zu
einem Maximum, dann ein allmähliches Abfallen und beim
Ausschalten des Wechselstromes ein rapides Sinken unter
den anfänglichen Wert mit nachfolgendem langs^unen An-
steigen. Charakterisch für alle Zellen ist die bedeutend ge-
ringere Trägheit für Wechselstrom als für Licht.
Greinacher erklärt die Unterschiede auf elektronentheore-
tischem Wege. Bei Bestrahlung können nur diejenigen Elek-
tronen, die in der Strombahn lieg^i, sofort an 'der Strom-
führung teilnehmen, während die übrigen erst allmählich
durch Diffussion in die Strombahn gelangen. iDie Strom-
vergrößerung im Licht erreicht wegen der Tief enwirinmg erst
nach einiger Zeit ihr Maximum. Ganz anders ist es beim
Wechselstromeffekt, da der Wechselstrom genau den Weg
Das S«]«iu
12
— 178 -
Zeit in Minuten
Pif . 138.
des Gleichstromes nimmt, so daß die idurch den Wechsel-
strom abgetrennten Elektronen sofort durch den Gleichstrom
transportiert werden.
Schließlich untersuchten Greinacher \md Miller (482) die
Abhängigkeit des Wechselstromeffektes von der Frequeme
rooo
Frequenz
Fig. 139.
2000
3000
— 179 —
des Wechselstroms. Pig. 139 zeigt den Wechselstromeffeikt
als Funktion der Frequenz. Bis 1000 Perioden zeigt sich keine
imerkliche Änderung, von da ab fällt der Effekt allmählich ab.
Fürstenau (480) verweist nun darauf , daß die von
Greinacher benützten Selenzellen offenbar anomale Zellen
waren, denn sie wiesen alle Eigenschaften der anomalen
Zellen auf. Da er selbst an beinen eigelaen Zellen den Wechsel-
stromeffekt nicht beobachten konnte, ist er der Anschauung,
daß es sich hier nicht um ^ine neue spezifische Eigenschaft
des Selens handelt, sondern daß der VVTechselstromeff ekt nur
in anomalen Zellen auftritt und zwar als Folge der Wider-
standsdifferenzen, die durch den Gleichstrom hervorgerufen
werden. Greinacher (501) gelang es indes auch an Fürstenau-
sehen Zellen den Wechselstromeffekt nachzuweisen.
Mir (513) ist es gelungen, durch eine einfache Versuchs-
anordnung die Existenz des Wechselstromeffektes an nor-
malen Zellen zweifellos festzustellen und einen neuen Licht-
effekt -Bxn Selen zu entdecken. Gleichzeitig fand ich auch,
daß der von Greinacher vermutete Zusammenhang zwischen
Licht- und Wechselstromeffekt nicht besteht. Während bei
der von Greinacher angewendeten Versuchsanordnung nur
ein ganz geringer Teil des Wechselstromes über die Selen-
zelle ging, sandte ich den Wechselstrom vollständig durch
die Zelle. Ich bildete einen Stromkreis aus der Sekundärspule
eines Induktoriums mit Summerunterbrecher, aus der Selen-
zelle, dem Galvanometer und einer Batterie, die beliebig ein-
und ausgeschaltet werden 'konnte. Bei dieser Versachsan-
ordnung konnte auch der Einflxiß des Lichtes auf den Wech-
selstromeffekt festgestellt werden, während bei def Greinacher-
schen Schaltung die Wirkung des Lichtes auf den nur ge-
ringen Wechselstromeffekt überdeckt wird durch die bedeu-
tende Leitfähigkeitsänderung des Selens. Meine Beobach-
tungen will ich in 3 Punkte zusanunenf assen :
1. Sendet man durch eine Selenzelle einen Gleich- und
einen Wechselstrom, so entsteht ein Gleichstrom, der nicht
gleich ist der algebraischen Summe aus dem eingeschalteten
Gleichstrom und dem durch Gleichrichtung des Wechsel-
stromes entstandenen Gleichstrom, sondern es tritt im allge-
meinen eine Erhöhung des eingeschalteten Gleichstromes Mn.
Läßt man den Wechselstrom längere Zeit einwirken, so geht
der Effekt etwas zurück. Die Ursache dieser Ermüdung beruht
wohl auf der Tatsache, daß der Wechselstrom den Widerstand
des Selens allmählich erhöht (S. 64). Der Wechselstrom-
effekt wächst im allgemeinen mit Zunahme des Gleichstromes
tmd Wechselstromes. Setzt man den Widerstand und so-
mit die Gleichrichterwirkung herab z. Tß, durch entsprechende
Temperaturänderung, so ninmit zugleich damit der Wechsel-
stromeffekt ab.
— 180 —
2. Sendet man einen yTechselstiom durch eine Selenzelle,
so entsteht ein Gleichstrom; belichtet man die Selenzelle, so
geht die Gleichrichterwirkung stark zurück, um bei kräftiger
Belichtung vollständig zu verschwinden. Der an Selen-
sellen im Dunkeln auftretende Gleichrichter-
effekt verschwindet also im Lichte mehr oder
weniger je nach der Stärke der Belichtung. Bei Abdunkelung
stellt sich der Gleichrichtereffekt nicht sofort in voller Stärke
wieder ein, er kehrt vielmehr erst rasch, dazui immer lang*
samer gegen seinen ursprünglichen Dunkelwert zurück. Die
Selenzelle zeigt also auch in diesem Punkte die bekannte
Trägheit.
Wie folgendes Beispiel zeigt, vermochte ich 'den neuen
Effekt, den ich G-£ffekt nannte, bei ehtsprechender
Anordnung der Wechselstromvorrichtung' bis zu beträcht-
licher Stärke zu steigern. Wurde eine Selenzelle mit
einer Stromquelle von 4 Volt verbunden, so betrug
der Galvanometerausschlag im Dunkeln 5 Skalenteile, bei
Tageslicht 15 Teile. Würde aber mit derselben Stromquelle
ein Induktor betrieben und die Sekundärrolle mit der Selen-
zelle und dem Galvanometer verbunden, so entstand im Dun-
keln ein Ausschlag- ven 65 Skalenteilen, der im Tageslicht
auf 30 Teile zurückging. Bei Anwendtmg des höher ge-
spannten 'Wechselstromes war also der Dunkelstrom etwa
13 mal so groß als bei Gleichstrom. Hohe Spaniiimg setzt
demnach den Widerstand des Selens beträchtlich herab 9*^ wir
kommen somit auf die gleiche Erscheintmg, die wir bei Ver-
wendung von Gleichstrom bereits beobachtet imd als Span-
nungseffekt (S. 77) bezeichnet haben. Die Lichtwirkung war
bei Verwendung von Wechselstrom größer als bei Gleich-
strom, im ersteren Falle betrug sie 35, im 2. Falle 10 Skalateile.
Schaltet man in einen Wechselstromkreis eine kleine
Funkenstrecke, so erhält man ebenfalls einen Gleichstrom;
schaltet man die Tunkenstrecke aus, so verschwindet der
Gleichstrom. Eine Belichtung der Selenzelle wirkt also wie
das Ausschalten der Funkenstrecke bezw. eines Widerstandes.
Das Verschwinden des Gleichrichtereffektes
bei Belichtung ist offenbar eine Folge der Wi-
derstandsabnahme des Selens. Dafür sprechen auch
folgende Beobachtungen. Je kleiner der Gleichrichtereffekt
einer Zelle ist, um so geringer ist der Lichteffekt. Jede
Herabsetzung des Gleichrichtereffektes durch äußere Ein-
flüsse hat eine entspriechende Abnahme 'des G-Effektes izur
Folge. Befindet sich in dem WTechselstromkreis der Selen-
zelle eine noch so geringe Funkenstrecke, so ist eine Be-
zahlung der Zelle unwirksam. Das Verschwinden des Gleich-
richtereffektes bei Belichtung läßt sich infolgedessen nur bei.
y
— 181 —
einer vollständig intakten Leitung (Sekundärwicklung des In-
duktors) feststellen.
3. Sendet man durch eine Selenzelle einen Gleich- und
einen Wechselstrom, so tritt bei Dunkelheit der Gleichrichter-
und Wechselstromeffekt auf; belichtet man die Zelle kräftig,
so verschwindet der Wechselstromeffekt zugleich mit dem
Gleichrichtereffekt und es ist nur meht die auf Leitfähigkeits-
erhöhung des Selens beruhende Zunahme des eingeschalteten
Gleichstromes vorhanden. Der Wechselstromeffekt ist eben,
wie schon erwähnt, eine Folge des Gleichrichtereffektes; ver-
schwindet nun letzterer bei Belichtung, so tut dies auch der
Wechselstromeffekt. Aus der Tatsache, daß Belichtung
den Wechselstromeffekt schwächen bezw. ganz zum Ver-
schwinden bringen kann, folgt ohne weiteres, daß es sich
bei der Einwirkung von Licht bezw. Wechsel-
strom auf das Selen nicht um gleichartige Vor-
gänge handeln kann, wie Greinacher aus seinen Versuchen
geschlossen hat.
Nach meinen neueren Versuchen, die noch nicht abge-
schlossen sind, sclieint der Wechselstromeffekt eine allge-
meine Eigenschaft aller Körper von hohem spezifischen Wi-
derstand zu sein und auf einer Überbrückung hoher Wider-
stände izu beruhen, wie sie in ähnlicher Weise den Tesla-
strömen eigen ist (S. 235).
Agostini (133), Bemdt (202) und Do well (32Q) fanden,
daß kräftige elektrische Schwingungen den Widerstand des
Selens herabzusetzen vermögen; die Rückkehr zum ursprüng-
lichen Wert erfolgt sehr langsam. Denuiach käme den elek-
trischen Wellen die gleiche Wirkung zu als den unsichtbaren
Strahlen (S. 181). Da andere Forscher keinen Einfluß der
elektrischen Schwingungen auf das Selen finden konnten,
wären weitere Versuche auf diesem Gebiete sehr erwünscht.
Amadtizzi (324) beobachtete auch in einem kräj'tigen Mag-
netfeld eine Widerstandsänderung des Selens; er vermutet,
daß das Selen (das negative Hallsche Phänomen zeigt.
Xm. Einfluß der unsichtbaren Strahlungen
auf die elektrische Leitfähigkeit des Selens.
Die unsichtbaren Strahlen, wie sie von Röntgenröhren,
radioliktiven Substanzen und sonstigen Stoffen ausgehen, ver-
mögen in ähnlicher Weise auf die Selenzellen einzuwirken
( wie die sichtbaren Lichtstrahlen. Während jedoch der Ein-
fluß des sichtbaren Lichtes auf das Selen hauptsächlich in
einer Oberflächenwirkung besteht, tritt hier die Tiefenwirkurg
— 182 —
mehr in die Erscheinung, da den unsichtbaren Strahlen teil-
weise ein großes Durchdringungsvermögen zukommt. Je nach
der Größe dieses Durchdringungsvermögens oder, wie wir
auch sagen, je nach der Härte der Strahlen wird natürlich der
zeitliche Verlauf der Erscheinung sich verschieden gestalten»
Die Einwirkung der Röntgenstrahlen auf den elektrischen
Widerstand des Selens wurde zuerst von Giltay (129) beob-
achtet. Genauere Messungen hat erst Athanasiadis (300) an*
gestellt. Er fand, daß die Abhängigkeit des Selenwiderstandes
von der Röntgenstrahlintensität dxirch dasselbe Gesetz aus-
gedrückt werden kann wie die Abhängigkeit des Widerstandes
von der Stärke des natürlichen Lichtes, und daß somit die
Formel (S. 98)
i t= k (k— a) b,
welche die Beziehung zwischen der Beleuchtungsintensität £
und dem Leitvermögen k der Selenzelle angibt, auch für die
Röntgenstrahlung gilt. Daraus folgt, daß die Intensität der
Röntgenstrahlung wie die des Lichtes im (Umgekehrten Ver-
hältnis zum Quadrat der Abstände steht.
100
C
J 20
S
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17000
Z1000 isooo
Wfderstand
Pir. 140.
ZpOOO 01000
Die Kurven I und II in Fig. 140 veranschaulichen die Ab*
hängigkeit des Widerstandes von der Strahlxmgsintensität, wie
sie Athanasiadis festgestellt hat; auf der Abszisse sin^ die
Selenwiderstände, auf der Ordinate die Intensitäten aufge-
tragen. Die Kurvenform stimmt im allgemeinen mit der für
gewöhnliches Licht gefundenen (S. 98) überein. Die Wir-
kung der Röntgenstrahlung ist geringer, aber durchgreifender^
— 133 —
die Trägheit und Ermüdung noch weiter ausgeprägt als bei
Belichtung mit natürlichem Lichte. Die maximalen Werte der
Leitfähigkeit bei Bestrahlung wurden von Athanasiadis in der
Weise gewonnen, daß mit der Ablesung immer so lange gewar-
tet wurde, bis die Zelle einen annähernd konstanten Wider-
stand angenommen hatte. Dies nimmt bei Bestrahlung mit
Röntgenlicht noch länget-e Zeit (20 — 30 Minuten) in Anspruch
als bei Belichtung mit sichtbaren Strahlen;, auch geht die
Erholung nach der Bestrahlung noch weit langsamer vor sich.
Diese Erscheinung flndet ihre Erklärung zweifellos durch
das große Durchdringungsvermögen der Röntgenstrahlen,
durch die auch die tieferen Schichten beeinflußt werden. Die
große Ähnlichkeit im zeitlichen Verlauf der Widerstand^-
änderungen, wie wir sie bei andauernder Bestrahlung mit
natürlichem Licht bezw. mit den durchdringenden Röntgen-
strahlen erhalten, bietet eine kräftige Stütze für die Annahme,
'daß auch den natürlichen Lichtstrahlen eine Tiefenwirkung
zukonimt und daß die Trägheits- und Ermüdungserscheinun-
gen eben auf dieser Tiefenwirkung beruhen.
Während bei den meisten Selenzellen die Leitfähigkeit
kurz nach dem Aiiftreffen der Licht- bezw. Röntgenstrahlen
großen Veränderungen unterworfen ist, besitzt ein von
Fü^^enau (440, 463) hergestellter Rön'genzellentyp die Eigen-
schaft, daß die Leitfähigkeit das Maximum fast momentan
mit dem Auftreffen der Röntgenstrahlen annimmt, diesen Wert
längere Zeit beibehält und dann erst allmählich abfällt. Der
zeitliche Verlauf der Leitfähigkeitsänderungen, wie sie eine
Fürstenausche Zelle bei Bestrahlung mit Röntgenlicht zeigt,
wird durch die in Fig. 141 gezeichnete Kxirve ungefähr ver-
anschaulicht.
r
'S
Zeit.
Fic 141.
— 184 -
Mayer (467) hat an den Fürstenauschen Zellen die inter-
essante Beobachtung gemacht, daß die Zeitdauer, während
der die maximale Leitfähigkeit konstant bleibt, um so größer
ausfällt, je geringer die angewendete Lichtintensität ist, und
daß das Produkt aus Belichtungszeit und Lichtstärke für
die konstante Periode eine konstante Größe darstellt. Die
beiden Kurven in Fig. 142 zeigen ungefähr die Leitfähigkeits-
22
'co
c
Ol
c
10 10 30 ^0 60 äO
SeKunden.
Fig. 142.
änderungen während einer 60 Sekunden 'dauernden Bestrah-
lung a) mit schwächerem, b) mit stärkerem Röntgenlicht ; das
Abfallen der Kurve wurde etwas übertrieben dargestellt.
Was die Abhängigkeit der Leitfähigkeit von der Strahlen-
intensität betrifft, so fand Fürstehau an seinen Zellen direkte
Proportionalität der beiden Größen. Die ResiÄtate der Mes-
sungen an drei Zellen sind in Fig. 143 wiedergegeben. Auf
der Abszisse wurden die Leitfähigkeiten, auf der Ordinate
die Strahlenintensitäten aufgetragen.
Zum Schlüsse sei noch darauf hingewiesen, daß die Für-
stenausche Zelle zum Zwecke der Röntgenstrahlenmessung
*(S. 263) hergestellt wird, daß sie sich aber in ähnlicher Weise
auch für Lichtmesstmgen eignet.
Setzt man eine Selenzelle den Strahlen eines radioaktiven
Präparates aus, so erhält man eine ähnliche, aber natürlich
- 166 -
2
'55
c
2
J5
Leitfähigheit.
Pif . 143.
schwächere Wirkung wie bei Verwendiuig' einer Röntgen*
röhre. Der zeitliche Verlaiif der Leitfähigkeitsänderungen bei
andauernder Bestrahlung ist in hervorragendem Maße von
der Zusammensetzung der Strahlung abhängig. Die Strahlen
der radioaktiven Stoffe z. B. die Radiumstrahlen bestehen be-
kanntlich aus 3 Strahlengattungen, den a-, ß. und y-Strahlen,
die ihrer Natur nach seht verschieden sind und insbesondere
ein recht verschiedenartiges Durchdringungsvermögen be-
sitzen, so daß je nach der Zusammensetzung die Tiefenwirkung
mehr oder minder in die Erscheinting tritt.
Bloch (148) ließ ein Radiumpräparat auf eine Selenzelle in
1 mm Entfernung einwirken, wobei das Phosphoreszenzlicht
durch schwarzes Papier abgeblendet war. Der Widerstand
der Selenzelle, der im Dunkeln 30100 Ohm betrug, nahm im
diffusen Licht um ca. 900 Ohm, im Lichte einer Glühlampe
um 15 000 Ohm, unter dem Einflüsse des Radiumpräparates
van 800 Ohm ab. Der Widerstand stieg nach der Entfemjang
des Präparates nur sehr lang^sam.
Brown und Stebbins (270) beobachteten an einer Selen-
zelle, unter dem Einflüsse der ß-Strahlung, die bekanntlich
aus fortgeschleuderten Elektronen besteht, eine bis zu 33 o/o
betragende Abnahme des Widerstandes. Die Erholung der
Zelle nahm ungefähr fünfmal soviel Zeit in Anspruch wie
nach einer Bestrahlung mit natürlichem Lichte.^
Eine Widerstandsabnahme bewirken auch bei direkter
Bestrahlung die phosporeszierenden Substanzen (Ob ach 45,
Himstedt 145, Bonola 326), kohlensaures Barium, Was-
serstoffsuperoxyd, Terpentinöl, mit Ozon behandelte Körper,
die von demselben angegriffen werden z. B. Kautschuk und
Kampfer (Bloch 148, Au bei 183, Brown und Stebbins
— 186 —
304), ferner alkoholische Lösungen einiger pflanzlichen und
tierischen Pigmente (Griffiths 186).
Ein Blatt aus rotem Kautschuk, das 12 Sekunden in einem
Strom trockenen Ozons gelegen hatte, wirkte auf eine Selen-
zelle im Dunkeln derartig, daß nach 15 Minuten langem Expo-
nieren der Widerstand der Zelle von 599 000 auf 556 000 Ohm
sank. Ein Messingschirm zwischen Kautschuk und Zelle be-
wirkte, daß der Widerstand nach 1 iStunde auf 563 000 Ohm
stieg. Der Widerstand nahm nur ganz langsam seinen ur-
sprünglichen Wert an. Eine ähnliche Wirkung zeig^e.i Kam-
pferstücke, die 25 Minuten lang einem Strome trockenen
Ozons ausgesetzt waren. Der Widerstand fiel Innerhalb
15 Minuten von 591 000 Ohm auf 510 000 und wuchs nach dem
Einschalten des Messingschirmes innerhalb einer Stunde a\if
534 000 Ohm an; am folgenden Tage hatte die Zelle den ur-
sprünglichen Widerstand wieder angenommen (Aubel 182).
Eine Selenzelle wurde über einem Porzellanbecken, das
30 o/o iges Wasserstoffsuperoxyd enthielt, angebracht und zwar
ungefähr 3 cm über der Plüssigkeitsoberfläche. Unter der Ein-
wirkung der vom Wasserstoffsuperoxyd ausgehenden Strahlen
saftk der Widerstand von 496000 Ohm in 3 — 4 Minuten auf
324000 Ohm. Beim Einschalten eines Messingschirmes zwi-
schen Zelle und Substanz stieg der "Widerstand nur ganz lang-
sam bis zu seinem ursprünlichen Wert wieder an. Wurde
Terpentinessenz in das Porzellanbecken gebracht und der
Versuch wiederholt, so fiel der Widerstand von 461 000 auf
386000 Ohm innerhalb 15 Minuten. Die Widerstandsverrin-
gerung erfolgte noch viel langsamer als bei dem vorigeiü
Versuch, dasselbe galt von der Rückkehr zum ursprünglichen
Wert (Aubel 183).
Dony-Henault (184) fand, daß jdle Verminderung des
Widerstandes einer Selenzelle in der Nähe von HgO^-Lösun-
gen durch eine Änderung der Oberfläche des Selens infolge
der Dämpfe des HsO, (Wasserstoffsuperoxyds) bewirkt wird.
Schließlich sei noch lauf die Versuche von. Ries (315, 383)
hingewiesen, der Selenzellen dicht über einer Wasserfläche
anbrachte und eine allmähliche, aber ziemlich beträchtliche
Widerstandsabnahme infolge Aufnahme von Feuchtigkeit
durch die Selenzelle beobachtete. Man wird daher bei Ver-
suchen mit wasserhaltigen Flüssigkeiten den Einfluß der
Feuchtigkeit in Rechnux^ ziehen müssen.
— 187 -^
XIV. Thermoelektrische Elraft und Wärme-
leitfähigkeit des Selens.
Die thermoelektrische Kraft des Selens wurde
zuerst von Matthiessen (Q) bestimmt; er fand den außerord^ent-
lieh hohen Wert voh 805 Mikrovolt bei 20 o C, so daß das
Selen an das äußerste Ende der thermoelektrischen Spannungs-
reihe zu stehen kam. Righi (9'i) bestimmte die thermoelek-
trische Kraft des Selens zwischen Bleielektroden zu 0,506
Mikrovolt ; nach ihm hat die thermoelektrische Kraft des Selens
von Zimmertemperatur bis zum Schmelzpunkt fast linearen
Verlauf. Weidert pM) erhielt für metallisches Selen die
Wertp 1129 Mikrovolt gegen Platin, 1130 gegen Blei. Nach
Pelabon (445, 446) besitzen Selen-Antimonleg.erungea sowie
Selen-Zinnlegieiungen besonders gut:^, thermoelektrische WTir-
kung.
Weidert (234) beobachtete bei Belichtung des Se'ens eine
Abnahme der thermoelektrischen Kraft um 3—4 o/o. Naiürlich
steht diese Änderung im Zusammenhang mit der Widerstands-
abnahme des Selens bei Bestrahlung. Die Beziehungen zwi-
schen der Abnahme der thermoelektrischen Kraft und der des
Widerstandes konnten bei der Kleinheit des Effektes nicht
mit Sicherheit festgestellt werden. Bei Verdunkelung des
Präparates trat wieder eine Vergrößerung detr th^nno elektri-
schen Kraft ein.
In den Metallen besteht zwischen Wärmeleitfähig-
keit und elektrischer Leitfähigkeit eine enge Beziehung, in-
dem die Wärmeleitfähigkeit proportional der elektrischen Leit-
fähigkeit ist. Da nun die elektrische Leitfähigkeit des Selens
unter dem Einflüsse des Lichtes beträchtlich wächst, so müßte
man erwarten, daß auch die Wärmeleitfähigkeit im Lichte eine
Steigenmg erfährt. Tatsächlich haben B e 1 1 a t i und L u s -
Sana (91) sowie Pochettino und Trabacchi (287) eine
geringe Zunahme der Wärmeleitfähigkeit bei Bestrahlung des
graukristallischen Selens feststellen können. Ein Versuch von
Sieg (472) an einem Selenkristall eine Änderung ii der
Wäimeleitfähigkeit mit Änderung der Beleuchtungsstärke zu
finden, führte zu einem negativen Resultat, indem seine Ver-
suchsergebnisse innerhalb der Beobachtungsgenauigkeit von
5 o/o schwankten.
XV. Selenelemente.
Belichtet man von 2 lichtempfindlichen in einen Elek-
trolyt tauchenden Elektroden (Fig. 144) die eine, BO ent-
steht im aHgemeinen ein Strom, der in dem Elektrolyt
von der beschattetMi ziir belichteten Elektrode fliefit ;
letztere wird also elektrone^tiv. Die ^Virkung' ist ' in
erster Linie von der Beschaffenheit der Elektrode abhäng^ig
und tritt besonders deutlich auf, wenn die belichtete Elektrode
mit einer dUnnen kristallinischen Selenschicht tiberzogen ist.
Wir heißen eine derartige Zelte ein galvanisches (elek-
trolytisches) Selenelement. Die Lichtwirkung voll-
zieht sich offenbar an der Grenze Selen-Elektrolyt. Die feine
Selenschicht ist beiderseits von je einem Leiter begrenzt,
auf der einen Seite von der Metallunterlag«, auf der anderen
von dem Elektrolyt. Ersetzt man den Elektrolyt durch einen
festen Leiter z. B.. durch eine durchsichtige MetaHfoIie, so
daß die dünne Selenschtcht zwischen 2 Metallen eingeschmol-
zen ist, so hat man ein festes Selenelement, das bei
Bestrahlung der Selenschicht durch die durchsichtige Metall-
folie hindurch einen lichtelektrischen Strom von derselben
Richtung -zeigt. Wiewohl die Erscheinung in beiden Zellen-
arten offenbar ihrem Wesen nach vollkommen gleich ist,
wollen wir doch beide gesondert behandeln.
— 189 —
a) Galvanische (elektrolytische) Selenelemente*
Ein dünnes Platmblech wird auf der einen Seite mit eiaer
feinen kristallixiischen Selenschicht, auf der anderen mit einer
isolierenden Substanz z. B. mit Paraffin, oder Asphaltlack über-
zogen. Zur Herstellung' möglichst dünner Selenschichten be-
dient man sich der auf Seite 51 beschriebenen Methoden.
Diese Selenelekttode stellt man in 3,12 prozentiger schwefliger
Säure einer blanken Platinelektrode gegenüber. Letztere
bringt man entweder schief an, damit die Lichtstrahlen mög-
lichst senkrecht auf die Selenelektrode auffallen können oder
man verwendet ein Drahtnetz,, durch das die lichtempfindliche
Schicht bequem belichtet werden kann.
Ein derartiges Element besitzt bereits im Dunkeln eine
schwache elektromotorische Kraft. Bei Belichtung ent-
steht ein photoelektrischer Strom, der immer
in der Richtung der Lichtstrahlen, also im Elek-
trolyt von der beschatteten zur bestrahlten
Elektrode fließt. War nun die Elektrode schon im
Dunkeln elektronegativ, so wird sie bei Bestrahltmg noch stär-
ker elektronegativ ; war sie aber elektropositiv, so wird sie
bei Bestrahlung schwächer elektropositiv oder sogar elektro-
negativ. Wir haben es also hier mit einer direkten Erregung
einer elektromotorischen Kraft und nicht mit einer bloßen
Leitfähigkeitsättderung zu. tun.
Bei andauernder Bestrahltmg bleibt der Effekt im allge-
meinen nicht konstant, sondern nimmt erst rasch, dann lang-
samer ab; bisweilen kann man ein Abfallen der elektromotori-
schen ICraft bis zum' ursprünglichen Dunkelwert beobachten
(Fig. 145 Kurve a tmd b). Man darf indes nicht annehmen, daß
die Lichtempfindlichkeit der Zelle während der Bestrahlung so
stark abgenommen habe oder vielleicht ganz verschwunden
sei; der lichtelektrische Strom ist vielmehr nur überdeckt
durch einen entgegengesetzt gerithteten Polarisationsstrom,
der den lichtelektrischen Strom nerabdrückt. Hebt man die
Belichtung auf, so zeigt sich denn auch eine sofortige Ab-
nahme (Fig. 145) der elektromotorischen Kraft, die nur durch
das Ausscheiden des Lichteffektes erklärt werden kann.
Das erste elektrolytische Selenelement hat Sabine (31) kon-
struiert. Später hat sich Minchin (126) damit beschäftigt,
möglichst lichtempfindliche Selenelemente zu astronomischen
Zwecken zu bauen. Fig*. 146 zeigt eine Zelle von Minchin.
In ein Glasgefäß ragt seitlich ein .Glasröhrchen, in das ein
Aluminiumdraht P^ eingeschmolzen ist. Der Aluminiumdraht
steht in leitender Verbindung mit einer dünnen Selenschicht,
die sich in nächster Nähe eines ;Quarzfensters Q befindet.
Von unten ragt ein Platindraht Pj ^s 2. Elektft>de in das mit
Onanthol gefüllte Gefäß. Belichtet man durch das Quarz-
— 190 —
Fig. US.
fenster die Selenschicht, so wird diese zum positiven Pol«
Die Zelle erwies sich für alle Strahlen vom Ultrarot bis ^tra-
violett empfindlich, besaß ein Empfindlichkeitsmaximum im
Gelb, reagierte aber auch auf blaue und violette Strahlen noch
in auffallender Stärke. Die durch das Licht erzeugte elektro-
motorische Kraft war proportional der Quadratwurzel aus der
Beleuchtungsstärke. Die Haltbarkeit der Zelle war sehr groß,
wenn auf eine gute Dichtung zwischen Glasrohr und Alumi-
nium, damit keine Flüssigkeit eindringen kann, und auf guten
Luftabschluß des Gefäßes besonders geachtet wurde.
Fig. 146.
— 191 —
Ich (313) habe den Einfluß der Polarisation aiif den licht-
elektrischen Effekt untersucht, indem ich eine Selenelektrode
in einem Elekt o'y ten einer blanken Me^allelektrode gegenüber-
stellte und zeitweise eine "Stromquelle einschaltete. Zuerst
wurde der lichtelektrische Effekt ohne Polarisation gemessen.
Dann wurde die Selenelektrode mit dem positiven Pol der
Stromquelle verbunden, wobei eine Spannung von 0,2 Volt
in Anwendung kam. Nachdem 'der jStrom einige Minuten durch
die Zelle gegangen war, wurde die Stromquelle ausgeschaltet
und der lichtelektrische Effekt gemessen. Hierauf ruhte die
Selenelektrode in der Dunkelheit aus, um nachher bei einer
um 0,2 «Volt höhere Spanntmg gleich lange Zeit polarisiert
zu werden. Die Versuchsreihe wurde bis 2,2 Volt bei positiver
und dann ebenso bei negativer Polarisation durchgführt. Die
beiden Kurven in Fig. 147 veranschaulichen die Abhängig-
&
tu
200
^50
100
50
^^^^^a^i^BMB ^^^^B^^^^iB ^m^^^^^^^^ _^_^a^^_aBa ^BiBB^^iBiBva üBaaBan^i«.«!
0,ZO,f OßOß i 1,2 /.♦ Iß Iß ZFoU
Fif . 147.
keit des Effektes von der Polarisation. In horizontaler Rich-
tung ist die angelegte Spannung, in dazu senkrechter Richtung
der lichtelektrische Elffekt aufgetragen. War die Selenelek-
trode vorher mit dem positiven Pol verbunden, so begünstigte
schwache Polarisation den Effekt bedeutend; bei 1,2 Volt trat
ein Maximum der Wirkung ein, worauf die Empfindlichkeit
wieder ziemlich rasch abnahm. Negative Polarisation setzte
den Effekt herab und hob ihn schließlich ganz auf. Auffallend
ist der direkt entgegengesetzte Verlauf der beiden Kurven;
dem Maximum des Effektes bei 1,2 Volt entspricht ein Mini-
mum bei negativer Polarisation. Von besonderer Wichtigkeit
ist die Tatsache, daß Polarisation wohl auf die
— i92 —
Stärke, niemals aber auf die Richt^ngr des
photoelektrischen Stromes einen EinfluA hat.
Schließlich möchte ich nicht unterlassen, darauf hintu-«
weisen, daß die Polarisation den lichtelektrischen Effekt
in ähnlicher Weise beeinflußt wie die Elektrisierung^
in freier Luft den Hallwachseffekt (S. 199). In beiden Fällen
steigerte positive Polarisation bezw. Elektrisierung die Licht-^
empfindlichkeit ganz beträchtlich, während negative sie herab-
drttckte. Dies berechtigt zu der Annahme, daß beide Effekte
auf ähnlichen Vorgängen beruh.en; tatsächlich werden wir
später sehen, daß in beiden Fällen unter dem Einflüsse des
Lichtes Elektronen von dem bestrahlte]^ ^Körper abgetrennt
werden.
Fig. 148.
Reinganum (254) vermochte durch Anlegen einest Hilfs-
potentials während der Bestrahlung die Empfindlichkeit be-
trächtlich !zu steigern. War die Selenelektrode mit dem nega-
tiven Pol verbunden, so bewirkte die Belichtung eine Zunahme
der Stromstärke, bei positivem Potential der Selenelektrode da^
gegen eine Abnahme des Effektes. Zu dem Versuch wurde die
in Fig. 148 abgebildete Schaltung verwendet. Von dem Akku-
mulator E wird mittels des Vorschaltwiderstandes R ein be-
liebiger Teil der Spannung abgezweigt; bei Z liegt das Selen-
elemctot, in der Brücke das Galvanometer G. Die Widerstände
— 193 —
Wj, W2, W3 werden so abgeglichen, daß bei Verdunkelung
der Zelle kein Strom durch G fließt. Bei dem geringsten Licht-
schein schlägt dann, das Galvanometer ausL Die Abhängig-
keit des Effektes von der Größe der angelegten Spannung,
wie sie Reinganum beobachtete, ist in Fig. 149 graphisch dar-
gestellt. Auf der Abszisse ist die angelegte Spannung, auf
der Ordixiate der beobachtete Effekt aufgetragen. ^ Das -Maxi-
mum der Empfindlichkeit liegt bei — 0,506 Voltj wo die Strom-
stärke äxd den 27 fachen Wert bei Bestrahlimg »ansteigt. Die
Versuche von Reinganum bestätigen, das Gesetz über die
Richtung des photoelektrischen Stromes. Die von ihm bei
ae o> 0.2
<-oj -a»
Spannung-
Fig. 149.
einigen positiven Potentialen beobachtete Stromzunahme er-
klärt sich durch Leitfähigkeitsänderungen unter dem Ein-
flüsse des Lichtes; sie tritt nur da auf, wo die 'äußere elektro-,
motorische Kraft groß ist gegen die durch das Licht erregte.
Die Trägheit war im allgemeinen recht gering, was 'teilweise
auf die Konstruktion der Zelle (S. 137), teilweise auf die
Anlegung der Spannung zurückzuführen ist.
.Daa 8«l«ii.
13
— 194 —
Glatzel (375) bemühte sich hochempfindliche, träg^heits-
lose Selenelemente nach dem Verfahren von Reinganum
herzustellen. Er überzog ein Platinblech mit einer möglichst
feinen Selenschicht und stellte diese Selenelektrode in 3,12-
prozentiger schwefliger Säure einer blanken Platinelektrode
gegenüber. Er erhielt bei der eben beschriebenen Schaltung
und bei Belichtung mit einer Nemstlampe von 110 Volt,
1 Amp. eine Stromänderung von ca. 1,5 Milliamp. Während
dieses Element fast ganz trägheitslos war, besaß ein anderes
in gleicher Weise hergestelltes, bei dem die schweflige Säure
einige Tage alt war, merkliche Trägheit. Ebenso zeigte ein
anderes Selenelement mit Kohlenelektroden trotz gleicher Her-
stellung ausgesprochene Trägheit.
Die schweflige Säure kann bei diesen Zellen durch Salz-
säure ersetzt werden. Man kann dann das Selenelement da-
durch in einen festen Zustand überführen, daß* man der Salz-
säure Wasserglas zusetzt, wodurch sich festes salzsäurehalti-
ges Kieselsäurehydrat bildet. Nicht unerwähnt soll bleiben,
daß letzteres die Lichtstrahlen stärker absorbiert als der flüs-
sige Elektrolyt.
P^labon (360) stellte einer reinen Antimonelektrode eine
mit Selen legierte Antimonelektrode in einer salzsauren
Lösung von Antimontrichlorid gegenüber. Das Element zeigte
bei Belichtung des äelenantimonbleches wesentliche Ände-
rungen der elektromotorischen Kraft. P61abon untersuchte
den lichtelektrischen Effekt solcher Zellen sowohl bei
offenem, als au^h bei geschlossenem Stromkreis. In
letzterem Falle betrug der Dunkelwert der elek-
tromotorischen Kraft ungefähr eüi Drittel von der-
jenigen bei offenem Stromkreis. Beleuchtung ver-
ursachte bei geschlossenem Stromkreis, eine größere Ände-
rung der elektromotorischen Kraft als bei offenem Strom-
kreis. Der Verlauf der Erscheinung war in beiden Fällen nicht
sehr verschieden, die Trägheit bedeutend. Von den Selen-
antimonblechen erwiesen sich diejenigen am empfindlichsten,^
die sehr wenig Selen enthielten. Alle Selen-Antimon'zellen
waren unempfindlich für ultraviolette Strahlen, nur wenig
empfindlich für violette, stark erregbar fülr gelbes und rotes
Licht.
b) Feste Selenelemente.
Ein festes Selenelement erhält man durch Einschmelzen
einer möglichst feinen Selenschicht zwischen zwei durch-
sichtigen Platinspiegeln. Zu diesem Zwecke versieht man
Glasplatten auf einer Seite piit feinen Platinübei^ügen, schmilzt
auf ^nen solchen Platinniederschlag eine recht dünne Selen-
schicht auf und drückt auf diese in heißem Zustande eine
•zweite platinierte Glasplatte. Da sich die Glasplatten von der
-. 196 —
Selenxnasse nach dem Kristallisieren leicht ablösen, an der
amorphen Selenschicht aber gut haften, muß man nach dem
Einschmelzen des Selens, aber vor der Kristallisation die zwei
Spiegel durch eine Vorrichtung fest gegeneinander pressen.
Das amorphe Präparat wird ca. 2 Stunden auf 195—2000 ge-
halten und langsam gekühlt; dabei gelingt es nicht immer
wirklich lichtelektrisch erregbare Präparate herzustellen.
Das Auftreten einer elektromotorischen Kraft bei Be-
lichtung einer Selenzelle wurde zuerst von Adams und Day
(23) beobachtet. Die oben angegebene Form des festen Selen-
elementes stammt von Fritts C^S) und lUljanin (98); sie hat
den grpßfen Vorteil, daß man den ganzen Kontakt von Selen
und Metall auf jeder Seite beleuchten kann. Die größte elek-
tromotorische Kraft, die Uljanin bei Bestrahlung mit Sonnen-
licht erhielt, betrug 0,12 Volt; der stärkste Strom bei einem
Galvanometerwiderstand von 6000 Ohm 1,6 . 10~^ Amp. In
den ersten Tagen nach der Herstellxmg sank die Empfindlich-
keit stets bedeutend und gleich'zeitig wuchä der Widerstand.
Diese Änderung beobachtete Uljanin bei allen Präparaten.
Wenn die Zellen konstant geworden waren, betrug der durch
Sonnenlicht erzeugte Strom durchschnittlich 8 . lO""^ Amp.
Righi (97) stellte elektromotorisch wiricsame Präparate
dadurch her, daß er auf eine horizontale Glasplatte ein Draht-
netz und auf dieses eine mit Seien an der unteren Fläche
bedeckte Messingplatte legte. Letztere wurde mit Gewichten
entsprechend belastet. Die Belichtung erfolgte von unten
mittels Spiegel. Derartige Zellen zeigten meist schön im
Dunkeln einen schwachen Strom; bei Bestrahlung mit Gas-
licht erhielt Righi elektromotorische Kräfte von 0,085—0,115
Volt, mit Sonnenlicht etwa l^/amal so große Wirkiingen«
Die wichtigsten Eigenschaften eines festen Selenelemeates!
sind kurz zusamme^ngefaßt folgende:
1. Die Selenelemente zeigen im Dunkeln keine elektro-
motorische Kraft, wenn sie trocken sind und die Selenschicht
fest an den Elektroden haftet. Bei Belichtung entsteht ein
Strom, der vollständig konstant bleibt imd bei Verdunkelung
ohne Rest verschwindet.
2. Der lichtelektrische Strom fließt stets in der Richtung
des Lichtes, d. h. von der belichteten Elektrode durch das
Selen zur beschatteten. Durch gleichzeitige Belichtung beider
Elektroden wird daher der Effekt geschwächt bezw. ganz auf-
gehoben. Die Natur der Elektroden ist ohne Einfluß auf die
Richtung des Stromes.
3. Im allgemeinen izeigen die Präparate mit hohem Wider-
stand den größten Effekt. Mit der Zeit nimmt Widerstand
und lichtelektrische Erregbarkeit ab. Durch nochmaliges Er-
— 196 —
hitzen kann die Empfindlichkeit wieder gesteigert werden«
Wechselströme vermögen Widerstand und Erregbarkeit be-
deutend zu erhöhen. Chiarini (327) erhielt auch unter der
Einwirkung von elektromagnetischen Wellen einen lichtelek-
trischen Strom.
4. Die am meisten erregbaren Präparate zeigen keine oder
nur schwache Polarisation. Die stark polarisierbaren Prä-
parate sind entweder feucht oder es haftet die Selenschicht
nicht fest an den Elektroden; solche Elemente besitzen meist
schon im Dunkeln eine elektromotorische Kraft.
5. Bei schwacher Beleuchtung wächst der Strom propor-
tional mit der Lichtstärke, bei stärkerer Beleuchtung lang-
samer als diese.
6. Alle feuchten Zellen zeigen bereits im Dunkeln
schwache Ströme, deren Richtung von der "Natur der Elek-
troden abhängig ist. Bei Belichtimg kann man recht ver-
schiedenartige Wirkungen beobachten. Häufig lagern sich
nämlich in solchen Zellen 2 Wirkungen über einander, indem
neben einer Leitfähigkeitserhöhung des Selens auch licht-
elektrische Ströme wie in galvanischen Zellen auftreten.
Auch spielt die Pblarisation eine große Rolle. Bei stär-
kerer Polarisation bewirkt das Licht stets Abnahme des Pola-
risationsstromes. (Kalischer 90, 96, 101; Uljanin 98, 99; Righi
97, 103; Ries 171, 313, 315).
XVL Die lichtelektrische Zerstreuung
am Selen.
Negativ geladene oder auch neutrale Körpet' verlieren bei
Bestrahlung mit ultraviolettem Lichte negative Blektri^itäjt,
während eine positive Ladung im allgemeinen nicht beein-
flußt wird. Dabei ist es notwendig, daß die Lichtstrahlen den
Körper selbst treffen; eine Bestrahlung des' ihn umgebenden
Gases hat keine Wirkung. Wir nennen diese Erscheinung
lichtelektrische Zerstreuung oder nach ihrem £nt*
decker Hallwachseffekt. Die Abgabe negativer Elek-
trizität kommt dadurch zustande, daß aus dem belichteten
Körper Elektronen herausgeschleudert werden. Unter dem
Einflüsse der ultravioletten Strahlimg werden im Körper die-
jenigen Elektronen, deren Schwingungsperiode niit dei^ Periode
des einfallenden Lichtes übereinstimmt, zum Mitsch'wingen
angeregt, vom Atom losgelöst und an die Umgebung abge-
geben.
Fig. 150 -zeigt eine einfache Versuchsanordnung zum
Nachweise der lichtelektrischen Zerstreuung. Die wohl iso-
lierte Zinkplatte Z wird negativ geladen und durch einen Draht
mit dem Elektrosfcop K verbunden; letzteres zeigt durch den
Ausschlag der Blättchen die auf Z herrschende elektrische
Spannung an. Fallen nun Strahlen der Quecksilberbogen-
. lampe I, auf die Zinkplatte, so wird diese rasch entladen, wie
man aus dem Zurückgehen des Aiisschlages am Elektroskop
deutlich ersehen kann. Eine andere Versuchsanordnung be<
steht darin, daß man der Zinkplatte ein Drahtnets gegen-
überstellt, die Zinkplatte mit dem negativen Pol, und das
FiB. ISO.
Drahtnetz mit dem positiven Pol einer starken Batterie unter
Einschaltung eines Galvanometers verbindet. Bestrahlt man
dann die Zinkplatte, so gehen Elektronen von der belichteten
Platte auf das Drahtnetz über und das Galvanometer zeigt
einen dauernden schwachen Strom, den lichtelektrischen
Effekt, an. Der licht elektrische Strom ist proportional der
belichteten Fläche und der Lichtstärke; bei Vergrößerung
der Spannung wächst er langsam bis zu einem Maximum an.
Wird die Bestrahlung längere Zeit fortgesetzt, so nimmt die
Uchtelektrische Empfindlichkeit erst rasch, dann langsam ab;
wir nennen diese Erscheinung Ermüdung.
Der erste, der über die lichtelektrische Zerstreuung am
Selen berichtete, war Schmidt (131). Er beobachtete große
lichtelektrische Zerstreuung, gibt aber keine genauen Werte
— 198 —
an. Sehr eingehende Versuche hat Gyulai 2oltän (413) an-
g^eatellt; wir wollen die von ihm gefundenen recht interessan-
ten Resultate uns etwas näher ansehen.
Die Herstelluhg der Selenpräparate geschah in fol^^ender
Weise. Ein Metallblättchen von 3 cm Durchmesser wurde
bis zum Schmelzpunkt des Selens erhitzt, dann Selen auf-
geschmolzen und geglättet, damit die Oberfläche in öglichst
spiegelnd wurde. Hierauf erfolgte die Abkühlung der Scheibe
durch Auflegen auf eine kalt^ Bleiplatte. Zum Zwecke der
Kristallisation wurde das amorphe Präparat 5 — 6 Stunden auf
200— 210 <> gehalten und dann abgekühlt, was 15—12 Minuten
in Anspruch nahm.
Die Versuchsanordnimg war folgende. In einem zur Erde
abgeleiteten Metallkasten war ein Blech angebracht, das mit
dem negativen Pol einer Batterie verbunden war; während
der positive Pol mit der Erde in Verbindung stand. Auf dieses
Blech, das durch eine seitliche Öffnung im Kasten von einer
Quecksilberlampe belichtet werden konnte, wurde das Metall-
scheibchen mit der Selenschicht aufgesetzt. Ober dem Scheib-
chen war ein Blechdiaphragma mit einer Öffnung von 2^6 cm'
angebracht, damit immer eine gleich große Fläche belichtet
wurde. Damit das Diajphragma selbst nicht an der lichtelek-
trischen Zerstreuung teilnehme, wurde es mit Paraffin über-
zogen. Der Selenschicht stand in 6,7 cm Entfernung eine
Platte gegenüber, die mit einem Quadrantelektrometer
in Verbindimg war. Diesie Platte bUdete mit der gegenüber-
liegenden Selenschicht zusammen einen Kondensator. Die
lichtelektrischen Ströme wurden dufch die Aufladung der
mit dem Elektrometer verbundenen Kondensatorplatte ge-
a) Versuche mit kristallinischem Selen:
Die lichtelektrische Empfindlichkeit am kristallinischen
Selen schwankte zwischen 1,6 und 2,1 ; bie betrug also un-
gefähr 1/3 der lichtelektrischen Zerstreuung des geschmirgelten
Zinks. Die Schwankungen führt Gyulai auf die durch den
Ozongehalt d^ Luft verursachte Ermüdung zurück. Bezüglich
der Ermüdung unterscheidet bich das kristallinische Selen
ganz bedeutend von den Metallen und anderen Körpern,
indem die lichtelektrische Empfindlichkeit des Selens
in der Atmosphäre dauernd ansteigt, während Me-
talle in freier Luft große Ermüdimg zeigen. Dieses Anwachsen
des lichtelektrischen Effektes in der Atmosphäre wird
noch begünstigt, wenn man das Selen während der
ultravioletten Bestrahlung dem (sichtbaren) Lichte aussetzt.
Die Empfindlichkeit nähert sich demnach in freier Luft einem
Maximum, erreicht aber dieses offenbar im Lichte schneller
als im Dunkeln.
— 199 —
Wird die Selenschicht vor der Bestrahlung elektrisiert,
so *zeigt sie wesentlich andere Eigenschaften. Die 'Elektri-
sierung wurde in einer Entladungsröhre vorgenommen, wobei
die Selenschicht die eine Elektrode bildete, während ihr als zweite
Elektrode eine Aluminiimiplatte gegenüberstand. Zwischen
ihnen b^and sich ein Glimmerplättchen, damit der Transport
materieller Teilchen zur Selenelektrode verhindert wurde.
Nachdem die Röhre auf ca. 1 mm evakuiert war, wurden die
beiden Elektroden mit den Polen einer Influentsmaschine ver^
bunden und ein Entladungsstrom von 400 — 600 Volt Elektro-
denspannung dxxrch die Röhre geschickt. Je nachdem nun
die Selenschicht Anode oder Kathode war, wollen wir im
folgenden von positiver oder negativer Elektrisierung des
Selens sprechen. Nach der Elektrisierung wurde das Prä*
parat aus der Röhre genommen und auf seine lichtelektrische
Zerstreuung untersucht.
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Fiff. 151.
20
fHe Kurve ADE in Fig. 151 veranschaulicht das Verhalten
einer Selenschicht bei positiver Elektrisierung, die Kurve ABC
dasjenige bei negativer Elektrisierung. Auf der Abszissen-
achse ist die Zeitdauer der vorangegangenen Elektrisierung
in Minuten, auf der Ordinatenachse die Größe des lichtelektri-
schen Efektes aufgetragen. Man sieht, daß die lichtelektrische
Empfindlichkeit bei einer negativen Elektrisierung von 2 (Minu-
ten ein Maximum aufweist, um dann wieder abzufallen.
Wurc^ die Selenschicht aber positiv elektrisiert, so wuchsi
der lichtelektrische Effekt beständig mit Zimahme der Elek-
trisierungsdauer an. Selbst nach 20 Minuten langer Behand-
lung weist die Kurve noch kein Maximum auf; die lichtelek-
trische Empfindlichkeit war in diesem Falle ungefähr doppelt
so groß als die des frisch {geschmirgelten Zinks. Wurde die
— 200 —
Elektrisierong nicht im Vakuum^ sondern in der Atmosphäre
vorgenommen, so steigerte positive Elektrisierung die Emp-
findlichkeit, während negative stets Ermüdung . verursachte.
b) Versuche mit; apiorphem Selen:
Das amorphe Selen zeigt, obwohl es ein Isolator ist,
doppelt so große lichtelektrische Zerstreuung als das kristalli-
nische, das doch metallische Leitfähigkeit besitzt. Ferner
nimmt bei andauernder Bestrahlung die lichtelektrische Emp-
pfindlichkeit des amorphen Selens rasch ab, während das
kristallinische keine Ermüdung zeig^; im Dunkeln erholt sich
das Präparat wieder. Nach einer positiven Elektrisierung
von 6 Minuten stieg die Empfindlichkeit von 4,36 auf 78,4,
also auf mehr als den achtfachen Betrag der Empfindlichkeit
des geschmirgelten Zinks. Diese hohe lichtelektrische Emp-
findlichkeit blieb jedoch nicht lange erhalten; sie betrug nach
2 Tagen nur mehr 9,09 und fiel bei längerer Belichtung noch
weiter ab; alä dann das Präparat eine Minute lang negativ
elektrisiert wurde, verlor es seine Empfindlichkeit ganz. Durch
positive Elektrisienmg wuchs die lichtelektrische Empfind-
lichkeit wieder auf 51,6 an. Die einzelnen Selenpräpärate
zeigten, selbst wenn sie in gleicher Weise helgestellt worden
waren, quantitativ stark abweichende Resultate.
XVn. Die Ursache der Lichtempfindlichkeit
des Selens.
Zur Erklärung der eigenartigen Vorgänge im belichteten
Selen wurden die verschiedensten Theorien aufgestellt. Einige
von diesen konnten nicht lange standhalten, da sie den
experimentellen Forschungsresultaten widersprachen. So
nahm Moser (64) an, daß durch die Absorption des Lichtes
eine Temperaturerhöhung und infolge der Ausdehnung des
Selens eine Verbesserung seines sehr unvollkommenen Kon-
taktes mit den Elektroden eintrete, was eine Widerstands-
abnahme zur Folge habe. Nun können aber Licht und Wärme
im Selen gerade entgegengesetzte Wirkungen hervorrufen.
Bei Selenpräparaten mit negativem Temperaturkoeffizienten
des Widerstandes verursacht Belichtung und Erwärmung eine
Widerstandsabnahme; dagegen zeigt eine Selenzelle mi^ posi-
tivem Temperaturkoeffizienten bei Belichtung eine Abnahme,
bei Erwärmung eine Zunahme des Widerstandes. Gegenwärtig
ist man wohl fast allgemein der Anschauung, daßi die Vor-
gänge im belichteten Selen elektronischer Natur sind; gleich-
wohl sollen hier alle Theorien, soweit dieselben Anhänger
— 201 —
■ • • •
gefuifden und heute noch Interesse bieten, kurz erörtert
werden.
a) Die Ursache der Widerstandsabnahme des
Selens bei Belichtung.
Da sich die Selenpräparate je nach ihrer Herstellung* recht
verschiedenartig gegen das Licht verhalten, bietet die Auf-
stellung einer allgemein gültigen Theorie große Schwierig-
keiten. So steigt die Leitfähigkeit während der Bestrahlung
bei der einen Art von Selenpräparaten beständig bis zu einem
Maximtim an, während sie bei der anderen Art das Maximum
momentan erreicht, um dann gegen ein Minimtun abzufallen.
Die meisten Theorien kranken daran, daß sie gerade diese
Selenfehler, die Trägheit und Ermüdung, nicht aufzuklären
vermögen.
1. Annahme: Die Widerstandsabnahme be-
ruht auf einer chemischen Veränderung dea Se-
lens unter dem Einflüsse des Lichtes.
Diese Erklärung wurde zuerst von Bidwell (84, 123) ge-
geben. Er^fand, daß möglichst reines, trockenes Selen hohen
Widerstand hatte und daß Metallbeimengungen nicht bloß
die Leitfähigkeit, sondern auch die Lichtempfindlichkeit be-
deutend steigern. Daher kam er zu dem Schlüsse, daß die
Ursache der Leitfähigkeit und Lichtempfindlichkeit in den
Melall'zusätzen zu suchen sei und daß reines Selen praktisch
als Nichtleiter angesehen werden dürfe. Die Widerstands-
abnahme beruht nach Bidwell darauf, daß das Licht die
Selenidbildung begünstigt, so daß durch Kettenbildiuig lei-
tende Adern entstehen, ^chtempfindliche Selenzellen kann
man daher nach seiner Meinung nur mit Elektroden erhalten,
welche Selenide zu bilden imstande sind. Diese Theorie
nrird durch Versuche von U 1 j a n i n (98), B e r n d t (201, 202),
Pfund (215), Marc (282), Sperling (292) vollständig wider-
legt. Bern dt und Pfund stellten Selenzellen aus reinem
Material unter Anwendung von Kohlenelektroden her. Die
Präparate, zeigten entgegen der Bidwell sehen Annahme br-
hebliche Lichtempfindlichkeit. Die Widerstandsabnahme bei
Belichtung kann also nicht auf chemische Prozesse zurück-
geführt werden. Auch gelang es Berndt mittels eines
Thermoelements nachzuweisen, daß bei Belichtung in der
Zelle keine meßbare Wänneumsetziuig stattfindet, wie sie
doch jeden dort auftretenden chemischen Prozeß begleiten
müßte. Pfund hat dem sorgfältig gereinigten Selen ver-
schiedene Selenide in gleichem Mischungsverhältnis beige-
mengt xmd die Empfindlichkeit in verschiedenen Teilen des
Spektrums untersucht. Er fand, daß das Maximum der Emp-
findlichkeit bei einer Wellenlänge von 700 ]ui Siegt und un-
— 202 —
vom Metall ixn Sdenid ist, (somit vermutliche eine
spezifische Eigenschaft des Selens selbst sein mu& Er stellt
weiter fest, daß eine Selenzelle nach dem Belichten im all-
gemeinen denselben Gang in der Widerstandsänderung zeigt,
gleichgültig ob sie während der Belichtung vom Strom durch-
flössen wurde oder nicht; auch dies widerspricht der Theorie
Bidwells. Nach Üljanin, Marc und Sperling setzen
Metallbeimengungen sogar die Lichtempfindlichkeit herab.
Auch nach den Versuchen von Pochettino, der deutliche
Lichtempfindlichkeit bei — 185 ^ erhielt, erscheint die Bid-
we 11 sehe Annahme unwahrscheinlich, da eine chemische
Reaktion bei der tiefen Temperatur nur schwer vor sich
gehen kann.
2. Annahme: Die Widerstandsänderung bei
, Belichtung beruht auf einer Verschiebung des
Gleichgewichtes zwischen 2 verschiedenen Mo-
difikationen des Selens.
Diese Annahme wurde zuerst von Siemens (26) ge-
macht; er erklärt das graukristallinische Selen als feste Lösxmg
von metallischem Selen Se2 in nichtmetallischem Se^. Das
• Selen nimmt bei längerem Erhitzen axif 200^ einen allotropen
Zustand an, der nur bei dieser Temperatur stabil ist und bei
niedrigeren Temperaturen nur dadurch vor gänzlicher Zer-
störung und Umbildiuig in unmetallisches Selen geschützt
wird, daß es in diesem gelöst K>der mit ihm verbunden ist.
Die Lichtstrahlen führen die kristallinische Modifikati6n I in
die metallisch besser leitende Modifikation II über und machen
die latente Wärme der ersteren frei. Bei Verdunkelung bildet
sich Modifikation II unter Aufnahyie latenter Wärme wieder
in Modifikation I zurück. Sperling bemerkt dazu: Für
die Siemens sehe Annahme lassen sich durch allgemeine
physikalisch-chemische Betrachtungen einige Stützen gewin-
nen. Das Selen gehört der O-S-Gruppe des periodischen
Systems an. In der Umgebung des Selens im periodischen
System ist Bildung von metallischen aus nichtmetallischen
Modifikationen, sowie Begünstigung der metallischen Modi-
fikation durch Licht fast als Regel zu konstatieren. Es wäre
merkwürdig, wenn die lichtempflindlichen Eigenschaften des
Selens andere Ursachen haben sollten. Vielleicht mag auch
folgender von Biltz (205) beobachtete Vorgang hier als
Stütze herangezogen werden. Er bewegt ein seidenes Ge-
webe eine Zeitlang in einer Löstmg Von Selen. Fast das
gesamte aus der Löstmg ausfallende Selen wandert an die
Paser, und der Stoff erscheint nach dem Auswaschen rotgelb,
d. h. mit der Farbe der atomreichen — in Schwefelkohlen-
stoff löslichen — Selenmodifikation gefärbt. Da die Farbe
weder lichtecht noch plättecht ist, also durch Belichtung und
— ao8 —
in grau, die Farbe der atoxnarmen Modifikation»
übergeht, ao hat sich offenbar das Selen in der atomi^icheren
Modifikation an der Faser niedergeschlagen. In der Dunkel-
heit stellt sich nach längerer Zeit die ursprüngliche rote Farbe
wieder her.
Nach Bern dt (201,202) existiert das kristallinische Selen
in 2wei Modifikationen, welche im dynamischen Gleichgewicht
miteinander stehen. Durch Belichtung wird dieses verschon-
ben, bei Belichtung kehrt der ursprüngliche Zustand allmählich
wieder zurück. Marc (282) unterscheidet zwei Selenformen,
SeA und See. Erstere entsteht durch Erhitzen des amorphen
Selens auf niedrige Temperaturen, etwa 130^ und ist prak-
tisch ein Nichtleiter der Elektrizität. Durch längeres Erhitzen
des Selens auf etwa 200^ bildet sich die Modifikatipn Sea,
welche die Elektrizität leitet und lichtelektrisch empfindlich
ist. Die Form, welche bei 200 ^ erhalten wird, ist jedoch
zweifellos nicht einheitlich, sondern eine feste Löstmg zweier
im verschiebbaren Gleichgewicht sich befindenden Formen.
Im Lichte wird das Gleichgewicht Se a J!^^ Se b zugunsten der
letzteren verschoben, also in derselben Richtung wie durch
kräftige Erhitzung. Zu ähnlichen Schlüssen kamen auch
Sperling (292), Pochettino (338) und Glatzel (394).
Gegen diese Auffassung, nach der das Licht eine chemische
Umwandlung hervorruft, sprechen die bereits bei der Bid-
w eil sehen Theorie angeführten Hinweise. Auffallen muß
auch die rasche Rückverwandlung von Ses in SeA mit der Ab-
diuikelung. Gegen diese Theorie spricht vor allem auch eine
Beobachtung, axif die Korn (378) aufmerksam macht. Be-
lichtet man eine Selenzelle, die reich an Selen von der Modi-
fikation A ist, intensiv, so tritt nicht die geringsite Farben-
änderung des Selens ein, obwohl nach der Theorie eine Um-
wandlung in die Modifikation B eingetreten ist. Erhöht man
dagegen die Temperatur der Zelle soweit, daß ihr Dunkel-
widerstand auf den hundertsten Teil heruntergeht, so läßt
sich eine deutliche Änderung der Farbe entsprechend der
Umwandlung von Modifikation A in B feststellen. Eine der-
artige Farbenänderung müßte doch unbedingt auch bei Be-
lichtung auftreten, wenn das Licht wie jdie 'Erwärmung die
Umwandlung von Modifikation A in B bewirken soll.
Während nach Marc sowohl bei kräftiger Erhitzung
wie bei Belichtung die nämliche Selenmodifikation entsteht,
fand Kruyt (335), daß beim Erhitzen eine Selenform Sea
von größerem, beim Belichten dagegen eine solche SeA von
kleinerem spezifischen Gewichte sich bildet. Es findet also
im Lichte eine Verschiebimg des Gleichgewichtes in der
Richtung Se b — >* Se a statt. Kruyt schließt aus seinen Ver-
suchen auf eine Volumenvergrößerung des Selens im Lichte
und bringt damit idie elektrische Leitfähigkeitszunahme bei
— 204 —
Bestrahlxing in enge Beziehung. Ich (383) habe das Kruyt-
sehe Resultat einer gründlichen Prüfung unterworfen und
gefunden, daß eine Volunxenvergrößerung des Selens bei Be-
lichtung nicht existiert und daß die von ihm beobachteten
Schwankungen einer Fehlerquelle entstammen. Damit ist der
Kruyt sehen Theorie aber die Grundlage entzogen.
Kruyt setzte feingepulvertem Selen 0,5 Proz. Silber zu,
erhitzte das Präparat im evakuierten Glasrohr drei Tage lang
auf 200^ \md kühlte es langsam ab. Das Selenpulver wurde
dann in ein Dilatometer mit flachem Gefäß gebracht,
das 4,6 cm lan^ , 3 cm breit und 0,7 cm tief war. Als Füll-
flüssigkeit benutzte er Alkohol. An das Dilatomet9r wurde
eine Kapillare von 0,3 mm Lumen, welche mit einer Milch-
glasskala verbtmden war, angeschmolzen und 30 Minuten
evakuiert, bis sich der Alkohol auf einen bestimmten Punkt
der Skala einstellte. Als Lichtquelle . diente eine elektrische
Kohlenspitzen-Bogenlampe, deren Licht mittels einer Linse
konzentriert wurde. Zur Absorption der Wärmestrahlen war
zwischen Lichtquelle und Dilatometer, das sich ii^ einem
Wasserbad befand, ein Gefäß mit Alaunlösung eingeschaltet.
Bei Belichtiuig zeigte sich eine Steigung des Flüssigkeits-
niveaus von 13 — 15 nmx im Kapillarrohr. Versuche mit einem
zweiten Dilatometer von denselben Dimensionen, das mit
Eisenpulver und Alkohol gefüllt war, ergaben ein Steig:en
von 6 — 7 mm, eine Wirkung, die den V^ärmestrahlen zukommt»
Die Differenz beträgt alßo etwa 8 mm. Kruyt schreibt nun
das Steigen der Flüssigkeit um 8 mm in ider Kapillare des
Selendilatometers dem Einflüsse des Lichtes zu, zumal er
im diffusen Tageslicht, das im März von einer weißen
Schneeschicht reflektiert wurde, schon beim Aufziehen l/ezw.
Herablassen des Fenstervorhanges eine Änderung des Fiüss'g-
keitsniyeaus in der KapUlare um 7 — 8 nun erhielt, während
das Eisendilatometer dem Tageslicht gegenüber unempfind-
lich gewesen sein soll.
Ich (383) halte diesen Schluß absolut nicht für berechtigt.
Nachgewiesen ist vielmehr, daß bei dem Vorgang tatsächlich
Wärmewirkiuigen beteiligt sind. Nun ist aber nach Fizeau
"" der lineare Ausdehnungskoeffizient des kristallinischen Selens
0,0000493, also mehr als viermal so groß wie der des Eisens.
Daher wird eine durch Wärmezufuhr hervorgerufene und am
Eisendilatometer noch kaum wahrnehmbare Volumenvergrö-
ßerung am Selendilatometer recht deutlich merkbar sein.
Femer ist das Absorptionsvermögen für Wärmestrahlen bei
dem Selen stärker als bei dem Eisen. Dazu kommt, daß die
spezifische Wärme des Selens (c = 0,08) geringer ist als die
des Eisens (c = 0,11), und da auch das spezifische Gewicht
des Selens nur 4,8 gegen 7,8 bei Eisen beträgt, so reicht zu
gleicher Temperaturerhöhung ein und derselben RaumteUe
— 205 —
bei dem Selen eine weit geringere Wäime^nifuhr hin als bei
dem Bisen. Auf Grund dieser Eigenscliaften des Selens ist
es ganz natürlich, daß das Selendilatometer ein größeres
Steigen aufwies als das Eisendilatometer.
Da ein Steigen des Niveaus in der Kapillare bei der
Kruyt sehen Versuchsanordnung sowohl durch Ausdehnung
des Selens wie des Alkohols hervorgerufen sein kann, bediente
ich mich zur Prüfung des Kruytschen Resultates der hydro-
statischen Methode, bei der die Strahlung auf den' Alkohol
und das Selen in entgegengesetztem Sinne wirkt. Ich brachte
eine Selenscheib^ von 0,78 mm Dicke und 648 qcm Gesamt*
Oberfläche in einen mit Alkohol gefüllten .Glastrog von ent-
sprechenden Dimensionen und bestimmte mittels der hydro-
statischen Wage, welchen Auftrieb die Selenscheibe infolge
Ausdehnung des Selens durch die Lichtstrahlen erlitt. Als
Lichtquelle benutzte ich zu beiden Seiten der Scheibe je eine
kräftige Gasglühlichtlampe nebst Spiegel, bei späteren Ver-
suchen Tageslicht. Zwischen Lichtquelle und Glastrog be-
fand sich zur Absorption der Wärimestrahlen eine Alaun-
lösung. Die Wagschale wurde so belastet, daß der Zeiger
der Wage auf Null einspielte. Nun wurde so lange gewartet
bezw. reguliert, bis die Zeigerstellung längere Zeit hindurch
völlig konstant blieb. Wurde nun belichtet, so ttat im ersten
Moment keine Änderung^ der Zeiger^ellung ein, nach fünf
Sekunden kaum eine Spur und dann erfolgte ein fast gleich-
mäßiges Anwachsen des Ausschlages innerhalb einer Minute.
Nach der Abdunkelung bewegte sich der Zeiger in ungefähr
derselben Weise ziemlich gleichmäßig gegen die Null-Lage
zurück. Die Selenscheibe hatte tatsächlich eine Gewichts-
abnahme bei Bestrahlung erfahren. Eine gelinge Erwär-
mung des Alkohols trat nur ein, wenn die Belichtung mit Qas-
glühlicht länger als 3/4 bis 1 Minute ausgedehnt wurde, was
daraus zu ersehen war, daß der Zeiger, nachdem eine Minute
lang abgedunkelt worden war, nicht auf den Nullpunkt zurück-
ging, sondern über den Nullpunkt hinaus nach der Gegenseite
ausschlug. Daher wiu'den nur kurz dauernde Belichtungen
vorgenommen, nach denen der Zeiger der Wage wieder kon-
stant auf Null sich einstellte.
Aus dem zeitlichen Verlauf der Erscheinimg ergab sich
mit Sicherheit, daß ' die Gewichtsabnahme bei Bestrahlung .
nicht den Lichtstrahlen, sondern lediglich der Wärmestrahlung
zuzuschreiben ist. Ließe sich die durch das Licht hervor-
gerufene Leitfähigkeitsändenmg im Selen durch eine Volumen-
vergrößerung erklären, wie es Kruyt tut, sp müßte die Volu-
menzunahme den gleichen Verlauf nehmen wie die Leit-
fähigkeitssteigerung. Nun findet aber beim Auffallen der
Lichtstrahlen eine fnomentane starke Leitfähigkdtssteigerung
und im weiteren Verlauf der Belichtung nur noch eine
— 206 —
schwache Änderung der Leitfähigkeit statt. Die Volumen-
vergrößerung, gemessen mittels der hydrostatischen Wage,
gab ein ganz anderes Bild. Von einem momentanen An-
wachsen ist übjerhaupt gar keine Rede und die allmähliche
Voliunenzunahme weist auf Wärmewirkung hin. Den glei-
chen Verlauf nahm die Erscheinung bei Belichtung der Selen-
platte mit Tageslicht.
Um ^den Unterschied zwischen Leitfähigkeits- und Volu-
mensteigerung bei Bestrahlung an ein und demselben Prä-
parat studieren zu können, baute ich in eine Selenplatte von
der beschriebeiien Art mehrere Selenzellen ein und bestimmte
die Leitfähigkeits- und Volumenrunahme für die gleiche Be-
Belichtung. Der zeitliche Verlauf der Leitfähigkeitsänderung
während der Bestrahlung und kurz nach derselben ist in
Kurve I der Fig. 152 dargestellt. Kurve II gibt den zeitlichen
Verlauf der Voltmienänderung infolge der Bestrahlung axt,
Licht
Dunkel
I?
/
/.
/
•
/
IS ZO ¥S 60 SO iS SO 45 60 SO
Zeit in Sekunden
Fiff. 152.
Die beiden Kurven haben gar keine Ähnlichkeit; man
sieht, daß Leitfähigkeits- und Volumenänderung bei Be-
strahlung nicht parallel gehen; es existiert demnach auch
nicht der von Kruyt angenommene Zusammenhang zwischen
beiden Erscheinungen. Die Volumensteigerung erklärt sich
vielmehr lediglich durch Wäxmeabsorption, wie sich aus dem
zeitlichen Verlauf der Erscheinung zweifellos ergibt. sUbrigens
wurde auch bei Ersatz der Selenscheibe durch eine Alumi-
niumscheibe der Effekt beobachtet, was sicherlich nur durch
Wärmeabsorption erklärt werden kann.
Brown (368 — 370) nimmt an, daß das Selen aus drei Modi-
fikationen A, B, C besteht, wobei A nicht leitend ist, B
metallisch leitet und C eine im Vergleich zu B zu vernach-
lässigende Leitung besit^^ Bei Belichtung verwandelt sich
— 207 —
A in B und B in C. Brown ist übrigens in letzter Zeit zu der
elektronischen Auffassung' der Vorgänge 'im Selen überge-
gangen.
3. Annahme: Die Widerstandsabnahme des
Selens beruht auf einer Widerstandsverminde-
rung des absorbierten Wassers unter dem Ein-
flüsse des Lichtes.
Diese Anschauung wurde nur von Weigel (235) vertreten.
Die Selenzelle muß nach Weigel unbedingt eine bestimmte
V^assermenge enthalten, xtra überhaupt lichtelektrisch emp-
findlich zu sein. Um diese Anschauung zu stützen, bringt
Weigel nur einen einzigen direkten Beweis, indem er fest-
zustellen sucht, daß die • Lichtempfindlichkeit verschwindet,
wenn dem Selen das^ Wasser entzogen wird. Ein Präparat,
das in ein Gefäß mit Phosphorpentozyd gebracht wurde, be-
saß anfänglich gute Lichtempfindlichkeit, die allmählich ab-
nahm; schließlich wurde das Präparat anomal, es trat bei
Belichtung bisweilen Widerstandszunahme auf.
Ich (383) habe die Weigelschen Versuche wiederholt, bin
aber zu einem ganz anderen Resultat gelangt. Ich habe stets
ohne Ausnahme, wenn ich ganz trockene Präparate der Feuch-
tigkeit aussetzte, eine allmähliche Abnahme der Lichtempfind-
lichkeit bis !zu Null und negativen Werten konstatieren können.
Ferner wurde eine feuchte anomale Zelle eine Stunde lang
durch einen trockenen Luftstrom getrocknet und dann in ein
Glasgefäß eingeschlossen, das langsam auf 50 mm evakuiert
wurde. Dabei trat die Lichtempfindlichkeit des Präparates
immer mehr hervor und schließlich wurde Üie Zelle ganz
normal. Als die Zelle hierauf ins Freie gebracht wurde, sank
ihre Lichtempfindlichkeit immer mehr und schließlich wurde
die Zelle bei der eben herrschenden großen Feuchtigkeit
wieder anomal. Femer schloß ich eine Selenzelle in ein
Glasgefäß, das Phosphorpentoxyd enthielt, luftdicht ein imd
prüfte sie mehrere Tage hintereinander bei gleicher Tempe-
ratur. Es zeigte sich eine beständige Abnahme der Dunkel-
leitfähigkeit zugleich mit dem Wassergehalt des Präparates,
während die Lichtempfindlichkeit allmählich anstieg. Ich
komme also zu idem gerade entgegengesetzten Resultat als
Weigel: Entzieht man dem Selen Feuchtigkeit, so steigt
die Lichtempfindlichkeit.
Übrigens gibt Weigel selbst Beobachtungen an, die
direkt das Gegenteil von dem beweisen, was er behauptet.
Er brachte eine Z6IS^ in destilliertes Wasser und belichtete
sie wiederholt. Bei jbder folgenden Belichtung sank die Licht-
empfindlichkeit immer mehr. Als die Zelle aus dem Wasser
gebracht und getrocknet wurde, hatte sie wieder höhere Licht-
empfindlichkeit, die aber beim Eintauchen der Zelle ins
/
-\
— 208 —
Wasser rasch sank, besonders beim Schütteln. Andere Re-
agenzien hatten noch einen größeren Einfliiß und bewirkten
Widerstandsvermehrung. Dieser Versuch ist doch ein deut-
licher Beweis für den schäxUichen Einfluß des Wassers. Auch
die Beobachtung Weigels, daß die Lichtempfindlichkeit
im Vakuum größer ist als bei Atmosphärendruck, ist unver-
einbar mit seiner eigenen Auffassung von dem Wesen der
Lichtempfindlichkeit des Selens.
Gegen die We ige Ische Annahme, daß die Lichtemp-
findlichkeit des Selens auf einer Widerstandsverminderung
des absorbierten Wassers beruhe, spricht vor allem noch die
Tatsache, daß das Wasser überhaupt keine Widerstandsver-
minderung bei Bestrahliuig zeigt.^) Man könnte sich aber
denken, daß der Becquereleffekt ^ in den feuchten Zellen
bei Belichtung auftritt. Belichtet man nämlich von zwei in
einen Elektrolyten tauchenden oxydierten Elektroden die eine,
so tritt eine Änderung des schon im Dunkeln existierenden
Stromes auf. Diese Erscheinung heißen wir nach dem Er-
finder Becquerelleffekt. Dieser kann aber ebenfalls nicht die
Ursache der Lichtempfindlichkeit des Selens sein, da Sder
Becquereleffekt je nach der Natur der Elektrode, dem Poten-
tial und der Wellenlänge des Lichtes sich in ganz verschiede-
nem Sinne äußern kann.
Die weitere Weigelsche Annahme, daß durch die Be-
lichtung das Selen oberflächlich in den Poren zu Selensäure
oxydiert werde, die sich in Wasser schnell löse und ihm eine
bessere Leitfähigkeit erteile, steht im Widerspruch mit der
Tatsache, daß die Lichtempfindlichkeit mit steigender Tem-
peratur abnimmt, während doch durch Temperatxirerhöhung
die Oxydation begünstigt werden sollte. Weigel nimmt des-
halb weiter an, daß die Oxydation des Selens im Lichte auf
Bildung von Wasserstoffsuperoxyd beruhe; slo sei es ver-
ständlich, daß mit steigender Temperatur die Lichtempfind-
lichkeit sinke, da auph die Menge des gebildeten Wasserstoff-
superoxyds bei Temperaturerhöhung etwa proportional der
Temperatur abnehme. Es genügt wohl, daran izu erin-
nern, daß Wasserstoffsuperoxyd auf dasi Selen eine ber
trächtlich geringere Wirkung ausübt als das Licht, und daß
der zeitliche Verlauf der Leitfähi^eitsänderung ein wesent-
lich anderer ist.
Schließlich sei noch idarauf hingewiesen, daß sich* die
Lichtempfindlichkeit einer normalen Selenzelle nicht wesent-
lich ändert, wenn man die Zelle langsam unter den Gefrier-
punkt des Wassers abkühlt. Ja nach Pochettino (170)
besitzt das Selen selbst bei — 185<> noch recht gute Lichtemp-
findlichkeit.
1) V«rcl.RiM ,Dm Licht* Ambr.Bartb, L«ipsig 1909, S. 231— 237.
^ V«rgl. RiM «b^nda, S. 170—207.
— 209 —
Die Weigelsche Theorie hat keine Anhänger gefunden.
Man hat sich viehnehr davon überzeugt.' da& die Feuchtig-
keit einen sehr schädlichen Einfluß auf die Selenzelle ausübt.
Daher überzieht man allgemein die Selenzellen mit einem
schützenden Überzug oder schließt sie in evakuierte Röhren
ein.
*
4. Annahme: Alle Seleneffekte beruhen auf
Polarisationserscheinungen.
Reichinstein (504) ist der Anschauung, daß die Selen-
zelle im stromlosen Zustande einen weit geringeren Wider-
stand hat als im stromdurchflossenen. Wird an eine Selen-
zelle eine Spannung V angelegt, so bildet sich fast momentan
eine Polarisationsspannung V\ Da infolgedessen nur mehr
die Spannung V — ^V' wirksam ist, so wächst der Widerstand
scheinbar beim Anlegen einer Spannung. Ist V sehr groß,
so kann der scheinbare Widerstand außerordentlich viel höher
sein als der wahre d. h. der im stromlosen Zustand vorhan-
dene. Fällt nun Licht auf eine Selenzelle, so wird die Polari-
sationsspannimg herabgesetzt, der Strom steigt und der
Widerstand der Zelle nimmt scheinbar ab.
Greinacher (501) zeigt, daß die von Reichinstein mit rotie-
rendem Unterbrecher gemessenen Spannungen sich zusam-
mensetzen aus wirklichen Polarisationsspannungen und aus
Kapazitätswirkungen infolge der Kondensatorform der Selen-
zelle und daß der Einfluß des Lichtes auf diese scheinbaren
Polarisationsspannungen sich ungezwungen durch die Ver-
minderung des Selenwiderstandes erklärt. Nach der Reich-
insteinschen Annahme müßte der Selenwiderstand bei der
bekanntlich starken Lichtwir^ng im stromlosen Zustand sehr
viel kleiner sein als im stromdurchflossenen ; der' Widerstand
müßte also bei Stromschluß von einem relativ geringen An-
fangswert 2^1 einem relativ großen Endwert anwachsen. Ferner
müßte eine belichtete Zelle im stromlosen Zustand denselben
Widerstand zeigen wie eine imbelichtete, nach Stromschluß
aber würde sich infolge der Lichtwirkung eine geringere Pola-
risationsspannung ausbilden. Demgemäß müßte der Arfifangs-
wert des Widerstandes bei Licht und Dunkel derselbe sein,
der Widerstand des belichteten Selens würde aber zu einem
viel kleineren Endwert anwachsen. Greinacher' zeigt dagegen,
daß der Stromanstieg bei belichteter und unbelichteter Zelle
in gleicher Weise erfolgt. Der Einfluß des Lichtes ist nach
seinen Untersuchungen auch in den ersten milliontel Sekun-
den nach Stromschluß, wo die Polarisation sich erst auszu-
büden beginnt, als Verminderung des eigentlichen Selen-
widerstandes aufzufassen.
5« Annahme: Die Wider st and sab nähme des
Selens ist eine indirekte Wirkung des Lichtes»
— 210 —
hervorgerufen durch Phosphoreszenz des Se-
lens.
Him^tedt (145) sprach die Vermutung aus, dafi durch die
Lichtstrahlen im Selen eine Fluoreszenz oder Phosphores-
zenz hervorgerufen werde und daß das Selen erst sozusagen
unter der Wirkung seiner eigenen Strahlen seinen Widerstand
ändere. Freilich konnte Himstedt eine Fluoreszenz oder Phos-
phoreszenz experimentell nicht nachweisen. Trotzdem ist die
Annahme nicht ganz unberechtigt, wie aus den Beobach-
tungen von Hesehus (82) imd Merritt (283) hervorgeht. Nach
Hesehus haben die Kurven für die Trägheit im Selen mit
den Phosphoreszenzkurven auffallende Ähnlichkeit. Mer-
ritt fand, daß die Rückkehr der Leitfähigkeit einer bestrahl-
ten Selenzelle zum ursprünglichen Dunkelwert in derselben
Weise sich vollzieht wie die Abnahme der Lichtintensität
einer phosphoreszierenden Substanz im Dunkeln. Die for-
male Ähnlichkeit ist eine so große, daß man daran denken
könnte, daß beide Prozesse auch im WeseO' ähnlich sind.
Es sollen hier noch einige Beobachtungen von Davis (208) und
Chabot (224) angeführt werden, nach denen das Selen tatsäch-
lich Strahlen aussendet. Die Erscheinung erklärt sich jsdoch
offenbar durch das Auftreten von Metallstrahlen. Nach Davis
vermag ein Stück Selen, welches man auf eine dreifach in
Papier eingewickelte photographische Platte legt und 35 Stun-
den dem Sonnenlicht aussetzt, auf die Platte scharf einzu-
wirken. Chabot hat gefunden, daß eine Selenzelle im Dunkeln
innerhalb 48 Stunden auf eine photographische Platte ein-
zuwirken vermag; beim Durchgang des Stromes steigert sich
der Effekt. Schließlich sei hier iY>ch darauf hingewiesen, daß
Selendämpfe im überhitzten ^Zustand fluoreszieren und zwar
im wesentlichen blau (S. 19).
6. Annahme: Das Licht bewirkt eine Ionisa-
tion des Selens.
Vertreter dieser Anschauung waren insbesondere Hesehus
(82, 229) und Schrott (258). Hesehus war der Ansicht, daß
die Leitfähigkeit des Selens durch eine partielle Dissoziation
der Moleküle, die durch das Licht vergrößert werde, zustande
komme. Nach Schrott erhält das Selen im Dunkeln keine
freien Ionen ; unter der Einwirkung des Lichies, das mehr oder
minder tief in das Selen eindringt, entstehen freie Ionen,
welche die vergrößerte Leitfähigkeit bedingen; im Dunkeln
verbinden sich dieselben aufs neue. Nach dem heutigen Stand
der Elektronentheorie und den neuesten Anschauungen über
das Wesen der Leitfähigkeit der Metalle muß wohl die An-
nahme einer ionisierenden Wirkung des Lichtes der elektro-
nischen Auffassung Platz machen.
— 211 —
7. Annahme: Die Widerstandsabnahme unter
dem Einflüsse des Lichtes ist ein elektroni-
scher Vorgang.
Der erste, der di^en Gredanken veröffentlichte, war Pfund
{336). Nach ihm erregt das Licht, wenn es vom Selen absor-
biert wird, Resonanz im Atom; Üiese Resonanz führt ihrer-
seits zur Austreibtmg von Elektronen und erhöht dadurch die
Zahl 'der für den Stromtransport verfügbaren Elektronea.
Die von Amaduzzi (345) ausgesprochene Anschauung, daß die
Leitfähigkeitsvergrößerung bei Bestrahlung in einer Entla-
dung von Teilchen zu Teilchen bestehe, ist nicht zutreffend.
Denn die lichtelektrische Entladung (S. 196), wie sie Ama-
duzzi annahm, kommt fast ausschließlich den ultravioletten
Strahlen zu, während die hauptsächlichste Wirkung auf den
Selenwiderstand dem sichtbaren Licht zuzuschreiben ist. Die
elektronische Auffassung der Vorgänge im belichteten Selen
wurde von mir in einer besonderen Arbeit (383) weiter aus-
gebaut; sie soll im folgenden ausführlicher angegeben wer-
den, weil man jetzt fast allgemein dieser Annahme zuneigt.
Als Grundlage dient die neueste Anschau,ung über die Leit-
fähigkeit der Metalle,' wonach der Durchgang eines Stromes
durch einen Leiter in einer Bewegung von Elektronea besieht.
Aus der experimentell nachgewiesenen Erscheinung, daß unter
dem Einflüsse ultravioletter Strahlen die Elektronen in einem
Metall derart zum Mitschwingen angeregt werden, daß sie
aus dem Körper herausfliegen (äußerer lichtelektrischer Eff ekk),
wird durch Analogieschluß folgende Annahme hergeleitet:
Unter dem Einflüsse der sichtbaren Lichtstrahlen, deren
Schwingungen viel langsamer als die des ultravioletten Lich-
tes erfolgen, werden ebenfalls Elektronen zum Mitschwingen
angeregt; da aber deren Anfangsgeschwindigkeit zu klein
ist als daß sie den Körper verlassen könnten, werden sie in
diesem selbst in fortschreitende Bewegung versetzt (innerer
lichtelektrischer Effekt). Damach hat man sich die Vorgänge
im belichteten Selen folgendermaßen vorzustellen.
Die Wirkung des Lichtes auf die Leitfähigkeit des Selens
ist ein Resonanzphänomen. Durch Licht bestimmter Periode
werden diejenigen Elektronen des Selen, deren Eigenperiode
mit der Periode des erregenden Lichtes übereinstimmt, zum
Mitschwingen angeregt und in fortschreitende Bewegung ver-
setzt. Die Resonanzbewegungen bei der Absorption des
Lichtes spielen nur eine auslösende Rolle für Bewegungen,
die schon innerhalb der Körperatome vorhanden sind. Die
Leitfähigkeitsänderungen im Selen werden durch die sicht-
baren (blauen, violetten) Lichtstrahlen hervorgerufen, deren
Schwingungen bekatmtlich, viel langsamer erfolgen als die
des ultravioletteil Lichtes. Daher besitzen auch die vom
14»
— 212 —
sichtbaren Licht im Selen ausgielösten Elektronen eine viel
geringere Anfangsgeschwindigkeit» so daßi sie den Körper
nicht verlassen können und sich nur an der bestrahlten Selen-
oberfläche anhäufen. Nun findet aber nach den neuesten An-
schauungen über die Leitfähigkeit der Metalle bei dem Strom-
durchgang eine Bewegung von Elektronen durch den Leiter
statt. Demnach erhöht sich unter dem Einflüsse des Lichtes
die Zahl der für den Stromtransport verfügbaren Elektironen'
und somit die Leitfähigkeit der bestrahlten Oberfläche. Daß
auf das Selen ein größerer Bereich des Spektnims sich wirk-
sam zeigt, hat seine Ursache darin, daß jede Zelle aus ver-
schiedenartigem Selen besteht.
Wie erklärt sich nun der Unterschied in dem Verhalten
der sogenannten harten imd weichen Zeüen während der Be-
strahlung? Bei den harten Zellen steigt die Leitfähigkeit
während der Bestrahlung bekanntlich allmählich bis zu, einem
Maximum an (Trägheit), während bei den weichen Zellen
die Leitfähigkeit ihr Maximum fast momentan mit dem Auf-
fallen der Lichtstrahlen erreicht, um dann langsam gegen ein
Minimum abzunehmen (Ermüd\mg). Der Unterschied erklärt
sich aü's dem verschiedenartigen Krislallisationsverfahren bei
den beiden Zellenarten. Das weiche Selen wird durch lang-
dauerndes Erhitzen des festen oder auch flüssigen Selens
auf einer Temperatur, die dem Schmelzpunkte nahe liegt,
gewonnen, während hartes Selen bei niedrigeren Tempera-
turen sich bildet. Nun wissen wir aber aus! den neue-
sten Versuchen von Brown (459), daß die lichtempfindlichen
Selenkristalle bei der Destillation des amorphen Selensf an
der Oberfläche sich ansetzen \ind daß die Kristalle nur bei
Erhitzimgstemperatxiren, die dem Schmelzpiunkt sehr nahe
liegen, sich ausbilden können. Wir dürfen daher annehmen,
daß sich bei den weichen Zelten an der Oberfläche eine dünne
Schicht von verhältnismäßig hoher Leitfähigkeit imd Emp-
findlichkeit ausbildet, während die darunter liegenden Schich-
ten nur mäßige Lichtempfindlichkeit aufweisen (Fig. 133 a).
Fif. 153.
Die harten Zellen dagegen, die bei niedrigeren Temperaturen
entstehen, besitzen fast durchweg gleichartige Kristallisation
— 213 —
(Fig. 153b). Die Vorgänge während der Bestrahlung voll-
ziehen sich dann in folgender Weise.
Bei einer harten Zelle werden mit dem Eindringen des
Lichtes in das Selen allmählich auch atis tieferen Schichten
Elektronen ausgelöst, so daß die Stromstärke während der
Bestrahlung ansteigt. Da aber die in das Innere eiiadringende
Lichtmenge gering ist im Verhältnis zu der auf die Ober-
fläche treffenden Lichtenergie, so kann infolge der Tiefen-
wirkung allein noch Iceine so bedeutende Leitfähiglkeitszu-
nahme im Verlaufe der Belichtung auftreten. Eine besondere
Rolle spielt hier die Tatsache, daß der spezifische Widerstand
metallischer Schichten bis' zu einer Schichtdicke von der
Größenordnung 10"^ mm konstant bleibt, mit abnehmender
Schichtdicke dagegen sehr rasch anwächst. Fällt nun Licht
auf eine Selenzelle, so muß die Dicke der Oberflächenschicht,
die bei Bestrahlimg eine erhöhte Leitfähigkeit erhält, mit
dem Eindringen des Lichtes erst rasch, dann langsam zu-
nehmen und sich so der kritischen Schichtdicke immer mehr
nähern, was eine allmähliche Widerstandsabnahme der strom-
führenden "Schicht zur Folge hat. Die Tiefenwirkung äußert
sich also in zweifacher Weise, es erfolgt eine Leitfähigkeitszu-
nahme teils infolge einer direkten Beeinflußung der tieferen
Schichten, teils infolge Anwachsen der stromführenden Ober-
flächenschicht bis zur kritischen Schichtdicke. Sobald das
Licht bis zur kritischen Schichtdicke eingedrungen ist, fällt
die Leitfähigkeitszimahme der 2. Art weg und nun wird die
Leitfähigkeit verhältnismäßig wenig wachsen. Die Richtig-
keit dieser Anschauung wird durch die Tatsache gestützt, daß
die Annäherung an ein, Maximimi durch Anwendung großer
Lichtstärken viel rascher erreicht wird als bei schwacher Be-
lichtung.
Die Teilnahme der tiefer liegenden Selenschichten an den
lichtelektrischen Vorgängen ergibt sich zweifellos aus den
Versuchen von Gyulai (S. 198) über die lichtelektrische Zer-
streuung am kristallinischen Selen. Damach unterscheidet
sich das kristallinische Selen bezüglich der Ermüdung ganz
bedeutend von den übrigen Körpern, indem die lichtelektrische
Entladung des Selens in der Atmosphäre dauernd ansteigt,
insbesondere unter dem gleichzeitigen Einflüsse des! sichtbaren
Lichtes, während Metalle große Ermüdung zeigen. Offenbar
findet eben bei Belichtung des Selens eine Bewegung von
Elektronen aus tieferen Schichten gegen die Oberfläche hin
statt, wodurch die lichtelektrische Entladung begünstigt wird.
In einer harten Zelle besitzen die unter einander liegenden
Schichten (Fig. 153 b) annähernd die gleiche Leitfähigkeit im
Dimkeln; bei Belichtung freilich nimmt die Leitfähigkeit der
Schichten von der% Oberfläche nach dem Inneren des Selens
y
— 214 —
hin immer mehr ab; immerhin ist die Anteilnahme der tiefe-
ren Schichten an der Stromführung noch ziemlich erheblich.
Anders verhält es sich mit weichen Zellen, bei denen schon
im Dunkeln die dünne Oberflächenschicht wesentlich besser
leitet als die anschließenden tieferen Schichten und die
Stromführung sich fast nur in der dünnen Obeiflächenschicht
vollzieht. Bei Bestrahlung erfolgt eine Bewegung der £lek*
tronen gegen die Lichtquelle hin, also ein Hindrängen der
Elektronen nach der Oberfläche zu. Diese Bewegung der Elek-
tronen gegen die Oberfläche hin muß in der weichen Zelle,
deren Oberflächenschicht eine weit größere Leitfähigkeit be-
sitzt als bei der harten ;Zelle, sehr stark zum Ausdruck kommen,
während sie bei der harten Zelle infolge ihrer mehr gleich-
mäßigen Leitfähigkeit der einzelnen Schichten weniger in
die Erscheinung tritt. So kommt es, daß sich der Elektronen-
transport bei der weichen Zelle während der Bestrahlung
immer mehr gegen die Oberfläche zu Verdichtet, was einer
Abnahme der Stärke der stromführenden Schicht gleich-
kommt und zu einei allmählichen Abnahme der Leitfähigkeit
führt.
Der Untet^chied in dem verschiedenartigen Verhalten der
harten und weichen Zellen bei Belichtung liegt also in der
Verschiedenheit der äußersten Oberflächen schichten im Ver-
gleich zu den darunter befindlichen Schichten.
Im Anschlüsse an diese Betrachtung Vril ich e.'nige ältere
Anschauungen über die Vorgänge bei der Ermüdung an-
führen. Hesehus (82, 229) sucht die Ursache der Ermüdung
in einer durch Lichtabsorption bewirkten Temperatur-
erhöhung des Selens, welche sich erst nach längerer Zeit
bemerkbar machen kann. Da Zellen mit Ermüdung bei Tem-
peraturerhöhung ein wesentlich anderes Verhalten zeigen
können als bei Bestrahlung, trifft diese Annahme sicherlich
nicht zu. Nach Schrott (258) besteht die Lichtwirkung in
einer Ionisation des metallischen Selens, welche bis zur Sätti-
gung fortschreitet; das Anwachsen des Widerstandes nach
erfolgter Sättigung ist auf eine gleichzeitge Photopolymeri-
sation zurückzuführen. Siemens (26) ist der Ansicht, daß
die Lichtwirkung in einer raschen Neubildung metallischen
Selens Scg aus dem nichtmetallischen Se^^ besteht. Nun ist
aber letzteres in weit höherem Maße durchscheinend als das
metallische. Daher kann anfangs das Licht verhältnismäßig
weit in das Innere eindringen, nach der Umbildung der
äußeren Schichten in metallisches Selen aber wird das Licht
vom Innern abgeschnitten und es tritt eine Rückbildung der
inneren Schichten in unmetallisches Selen ein, wodurch die
Leitfähigkeit der Zelle abnimmt. Sperling (292) erklärt den
Vorgang in gleicher Weise als Siemens, nennt ihn aber
Schatteneffekt, da bei längerer Belichtungsdauer die inneren
— 215 — I
Schichten gewissermaßen in den Schatten der äußeren treten.
Meiner Meinung nach ist eine allmähliche Umbildung der
Oberflächenschicht während der Bestrahlung ganz ausge-
schlossen; denn die Ermüdung ist bei hochempfindlichen
Zellen meist ganz beträchtlich und es müßte eine so umfang-
reiche Umbildung von Se^ in Sej eine Farbenänd^rung des
Selens -zur Folge haben, wovon indes keine Spur z\i beob-
achten ist.
Daß die Ermüdung auf Tiefenwirkung beruht, unterliegt
keinem Zweifel. Denn man kann sich an einer gravierten
Selenzelle mit sehr dünner, durchsichtiger Selenschicht, die
das Licht durchdringt, jederzeit davon überzeugen, daß die
Leitfähigkeit während der Bestrahlung fast vollständig kon-
stant bleibt. Die Annahme, daß während der Bestrahlung
die Oberflächenschicht gegen die tieferen Schichten sich
ändert, ist unbegründet. Es scheint vielmehr bei weichen
Zellen die dünne Oberflächenschicht schon im Dunkeln eine
wesentlich bessere Leitfähigkeit zu besitzen als die anschlie-
ßenden Schichten. Bei Bestrahlung findet ein beständiges
Hinströmen der aus tieferen Schichten ausgelösten Elektro-
nen gegen die Oberflächenschicht statt, so daß der Elektronen-
transport schließlich fast nur mehr in der äußersten Schicht
größter Leitfähigkeit vor sich geht, was praktisch einer all-
mählichen Vetringerung des Leitungsquerschnittes der strom-
führenden Schicht gleichkommt und sich durch eine Leitfähig-
keitsabnahme äußert.
Bei der Abdunkelung vereinigen sich die freien Elektronen
wieder mit den positiven Atomen infolge ihrer gegenseitigen
Anziehung. Da die Leitfähigkeit des Selens nach der Be-
strahlung nicht momentan auf den ursprünglichen Dunkelwert
zurückgeht, findet offenbar ein Teil der Elektronen auf seinem
Wege durch das Selen erst nach einiger Zeit Anschluß an
Atome. Die Zeit, die bis zur vollständigen Wiedervereinigung
vergeht; ist um so länger, je läng*er und intensiver die vorher-
gehende Bestrahlung war und je mehr Elektronen infolge-
dessen aus ;tieferen Schichten ausgelöst worden waren. Wenn
es Tatsache ist, daß Se^ in weit höherem Maße durchscheinend
ist als das metallische Seg, worauf bereits Siemens (26) hin-
gewiesen hat, so müssen die Lichtstrahlen bei gleicl]^er Inten-
sität in eine harte Zelle viel tiefer eindringen als in eine
weiche. Daher müßte die vom Licht beeinflußte Schicht
bei einer weichen Zelle viel dünner und infolgedessen deren
spezifische Leitfähigkeit wesentlich größer sein, so daß die
Angliederung der Elektronen an Atome bei ^Verdunkelung in
einer weichen Zelle schneller vor sich ^ehen könnte als in
einer harten. Tatsächlich besitzt erstere geringere Trägheit
nach der Bestrahlung als die harte Zelle.
- 216 -
Auch der inni|^e Zusammenhang zwischen Spannungs-
effekt und Lichtempfindlichkeit (S. 144) führt zu der elek-
tronischen Auffassung der Vorgänge im belichteten Selen.
Wenn die Leitfähigkeit des Selens bei Zunahme der Strom-
stärke wächst, so findet offenbar eine Blektronenauslösung
beim Durchgang des stärkeren Stromes statt. Da mm eine
Anzahl derjenigen Elektronen, deren Auslösung sonst durch
das! Licht erfolgt wäre, bereits durch den Strom aus-
gelöst worden ist, so muß die Lichtempfindlichkeit bei der
höheren Stromstärke geringer ausfallen. Geht man wieder zu
einer kleineren Stromstärke über, so tritt derselbe Fall ein,
den wir sonst beim Übergang von Belichtung zur Abdunke-
lung beobachten und als Trägheit bezeichnen. Die Leit-
fähigkeit kehrt nicht sofort auf ihren lu'sprünglichen Wert
zurück. Die ausgelösten Elektronen haben sich zum Teil noch
nicht an Atome angegliedert, weshalb die Leitfähigkeit noch
erhöht ist, und bei sofort erfolgender Belichtung steht nur
eine geringere Anzahl leicht abtrennbarer Elektronen zur Ver-
fügung. Daher beobachtet man auch nach vorübergehender
Anlegung einer höheren Spannung einen Empfindlichkeits-
verlust. Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß Ände-
rung der Spannung und der Lichtintensität in gleichem Sinne
auf die Leitfähigkeit des Selens wirken.
Nun werden luis auch andere Beobachtungen am Selen
klar. Es wird allgemein angenommen, daß der Transport der
Wärme im Metall fast ganz durch die frei beweglichen
Elektronen besorgt wird. Wenn nun das sichtbare Licht auf
die Elektronen im Selen einzuwirken vermag, so muß auch die
Wärmeleitfähigkeit des Selens bei Bestrahlung sich ändern.
Tatsächlich haben Belatti und Lussana (91), sowie
Pochettino und Trabacchi (287) gefunden, daß durch
Belichtung die Wärmeleitfähigkeit des Selens gesteigert wird.
Bei der Thermoelektrizität femer haben wir es mit elektro-
nischen Vorgängen an der Grenze zweier Metalle zu tun.
Dieselben müssen natürlich im Selen durch das Licht be-
einflußt werden. Weidert (234) vermochte denn auch eine
Abnahme der thermoelektrischen Kraft des Selens im Licht
um 3 — 40/0 nachzuweisen. Natürlich werden auch elektrische
Schwingungen die Elektronenbewegung im Selen beeinflussen^
können.
Kaempf (397) faßt die Lichtempfindlichkeit und den
Spannungseffekt als elektronische Vorgänge auf. Seine Be-
obachtungen beim Spannungseffekt führten ihn zu der An-
nahme, daß die Leitfähigkeit des Selens eine doppelte ist.
Er weist darauf hin, daß das momentane Ansteigen der Strom-
stärke bei Steigerung der Spannung sehr an Verhältnisse er-
innert, die in Gasen bei der Oberflächenionisation eintreten,
wo bekanntlich für kleine Spannungen die Stromstärke pro-
— 217 —
poitional Imit dem Quadrate tder Spannung wächst. Man könnte
daher die StronlkUitung im Sel^n als eine Übereinanderlagerung
einer Bigenleitfähigkeit des Selens und einer an der Grenz-
schicht Selen-Metall vorhandenen Leitfähigkeit auffassen.
Brown (454, 458) kommt auf Grund seiner Versuche über
den Einfluß des Druckes auf die Leitfähigkeit und Lichtemp-
findlichkeit der Selenkristalle zu der Anschautmg, daß im
metallischen Selen die Elektronen in der Kristallstruktur ver-
schieden stabil gebunden sind und daß durch äußere Kräfte
die Festigkeit ihrer Bindung beeinflußt wierden kann, so daß
vorübergehend eine größere Zahl von Elektronen frei wird.
8. Annahme: Die Wider st and sab nähme des
belichteten Selens ist ein elektromagnetischer
Schwingungs^ffekt.
Die Entdeckung des Wechselstromeffektes (S. 176) brachte
Greinach er (481) zu einer neuen Anschauung über das Wesen
der Lichtwirkung im Selen. Nach ihm erinnert derWechs^elstrom-
effekt sehr stark an den gewöhnlichen Lichteffekt. In beiden
Fällen sendet man einen Gleichstrom durch 'die Selenzelle; im
ersten Fall läßt man Licht auf die Zelle fallen, wodurch man
eine Stromzunahme erhält, im. zweiten Falle ersetzt man das
Licht diu-ch einen Wechselstrom xmd bekommt dieselbe strom-
vergrößende Wirkung. Zwischen Wechselstromeffekt und
Lichteffekt besteht demnach ein innerer Zusammenhang, der
in der Verwandschaft des Lichtes mit Wechselströmen tsm
suchten ist. Während dort durch atiffallende Wellen elektro-
magnetische Wechselfelder im Selen hervorgerufen werden,
leg^ man hier solche direkt an die Zelle an. Lichteffekt und
Wechselstromeffekt sind elektromagnetische Schwingungs-
effekte; in dem einen Falle hat man auftreffende (fortschrei-
tende) Wellen, in dem anderen stehende Wellen (Schwingun-
gen). Der wesentliche Unterschied liegt nur in der immensen
Verschiedenheit der Frequenzen, die beim Licht 5 . 10^*, bei
den Versuchen von Greinacher nur 50 — 3000 betragen.
Greinacher hält daher die Lichtempfindlichkeit des Selens
nur für einen Spezialfall einer allgemeineren Eigenschaft,
nämlich der Wechselstromempfindlichkeit gewisser Wider-
stände. Die Leitfähigkeitserhöhung im Selen kommt
dadurch zustande, daß im elektromagnetischen Schwingungs-
felde Elektronen abgetrennt werden, so daß die Zahl der
stromführenden Elektronen wächst.
Durch meine Untersuchungen (S. 179) des Wechselstrom-
und Gleichrichtereffektes ist zweifellos erwiesen, daß der von
Greinacher vermutete Zusammenhang zwischen Licht- und
Wechselstromeffekt nicht besteht, wodurch der eben ange-
führten Theorie über das Wesen der Lichtwirkung im Selen
die Grundlage entzogen ist.
— 218 —
Was die von Agostini (133) und Bemdt (302) beobachtete
Widerstandsabnahme des Selens unter dem Einflüsse elek-
trischer Schwingungen betrifft, so spricht die Erscheinung in
gleicher Weise auch für die elektronische Auffassung der
Vorgänge im belichteten Selen.
b) Die Ursache der Erregung einer elektromoto-
rischen Kraft im belichteten Selen.
In einem Selenelement, gleichgültig ob es fest oder elek-
trolytisch ist, hat der durch das Licht hervorgerufene Strom
immer die gleiche Richtung; stets fließt durch das belichtete
Element ein photoelektrischer Strom in der Richtung der
Lichtstrahlen. Dieser Strom kommt dadurch zustande, daß
negative Elektronen aus der bestrahlten Selenschicht gegen
die Lichtquelle zu auf die angrenzende Elektrode übergehen.
In einer elektrolytischen Zelle ist diese Erscheinung
hinreichend unter dem Namen Becquereleffekt (S. 9)
bekannt. Der lichtelektrische Strom wird, wie ich gefunden^
von den gleichen Strahlen hervorgerufen wie die Leiifähig-
keitszunahme. Die Elektronen, die durch Absorption des
Lichtes im metallischen Selen in Bewegimg gesetzt werden,
besitzen also nur geringe Geschwindigkeit, so daß sie den
Körper nicht verlassen können. Da aber bei den festen Zellen
das Selen direkt auf die durchsichtige Metallschicht aufge-
schmolzen ist, so daß Selen und Metall einen Körper bilden»
können die von Licht in Bewegung gesetzten Elektronen an
die Metallelektrode gelangen und den Elektronenstrom unter-
haken; in gleicher Weise gehen in den elektrolytischen Ele-
menten die aus der belichteten Selenelektrode ausgelösten
Elektronen auf den Elektrolyten über (S. 211).
Nach Korda (102) ruft das Licht im lichtempfindlichen
Selen, das er als ein Gemisch von gut leitender Masse und
schlecht leitenden Kristallen erklärt, eine elektrische Span-
nung hervor, die durch Influenz sich in die unteren Schichten
fortpflanzt und in die Masse der Kristalle, ähnlich wie in
das Glas der Leydener Flasche eindringt. DRser Spannungs-
zustand ist als Ursache der auftretenden elektromotorischen
Kraft anzusehen.
Uljanin (98) nahm zur Erklärung der photoelektrischen
Ströme an, daß die Selenpräparate aus einem Gemenge meh-
rerer Selenmodifikationen bestehen; darunter sind folgende
zwei: a) Lichtempfindliche Modifikation, die vom Lichte
in eine andere übergeführt wird, b) Elektrolytische Teilchen,
von denen unentschieden gelassen wird, ob es sich #im eine
Lösung zweier Selenmodifikationen in einander oder um Sele-
nide handelt. Das Licht soll die lichtempfindlichen Teilchen
in andere überführen, die positiv gegen die ersteren sind.
— 219 —
Die Anwendungen dies Selens
in der Elekirotedinik«
Die Selenzelle gestattet rasch wechselnde Lichteindrücke
in entsprechende Veränderungen eiies elektrischen Stromes
umzusetzen; mittels der Selenzelle findet also eine Umwand-
lung von Licht in Elektrizität statt. Unitersciiiede in der Be-
leuchtungsstärke, in der Hell gkeit und Fa:be voa Körpern
werden in Stromschwankungen und ii elektrische Arbeits-
leistung umgesetzt. Eine Selenzelle kann daher in Verbia-
dung mit einem entsprechenden Apparat Arbeiten verrichten,
die sonst menschlicher Hilfskräfte bedürfen.
Da die Selenzelle wechselnde Lichteindrücke nicht bloß
nach ihrer Stärke, sondern in bestimmten FäLe.i auch nach
ihrer Farbe unterscheiden ksuin, leistet sie in' gewisser Be-
ziehung dasselbe wie unser Auge. Daher wird die Selenzelle
vielfach das „elektrische Auge" genannt und eine Ma-
schine, deren Hauptbestandteil eine 'Selenzelle oder sonst eiae
lichtempfindliche Substanz ist, karn mit einem gewissen Recht
als „sehende Maschine^' bezeichnet werden. Bei die:en
Maschinen ist die Einrichtung der Apparatur jener der {mensch-
lichen Gresichtsempfindung genau angepaßt. Das mensch-
liche Auge bekommt von den in seiner Sehlinie befindlichen
Dingen bei Belichtung Eindrücke, die durch den Sehnerv dem
Gehirn als dem Sitze des Bewußtseins zugeführt und in tat-
sächliche Gesichtsempfindung umgesetzt werden. Wir er^
setzen bei den sehenden Maschinen das Leben durch den
elektrischen Strom, das Licht durch die elektrische Lampe,
das Auge bezw. die Netzhaut durch die lichtempfindliche
Selenzelle, den Sehnerv durch elektrische Stromleitungen,
das Gehirn durch ein Meßinstrument für Stromstärken, die
Kundgabe der Gesichtsempfüidung durch Betätigung mecha-
nischer Vorrichtungen.
Leider besitzt die Selenzelle nicht die gleiche Farben-
empfindlichkeit wie unser Auge, auch ist sie sonst mit meh-
reren schweren Fehlem behaftet, so daß sie nur in beschränk-
tem Umfange als Ersatz des Auges in Betracht kommen kann.
— 220 —
Es ist die Aufgabe der Elektrotechnik, die Selenfehler durch
Kompensationen nach Möglichkeit zu beseitigen, um diesen
merkwürdigen Stoff in möglichst grofiem Umfange dem
Wohle der Menschheit dienstbar zu machen.
Es sollen nun zuerst die Hilfsmittel, die uns zur Beseiti-
gung der Selenfehler zur Verfügung st^en, in ausführlicher
Weise behandelt werden. Hierauf will ich die wichtigsten
Anwendungen der Selenzelle beschreiben, wobei ich die Ver-
wendung 'ZU. TherAioelementen und Kontaktdetektoren überr
gehe, da das Selen auf diesen Gebieten nur untergeordnete
Bedeutimg erlangt hat.
I. Hilfsvorrichtungen.
Die hohe Lichtempfindlichkeit des Selens wäre von gro-
ßer Bedeutung für die Elektrotechnik, wenn sich ihr nicht
schwere Fehler zugesellten. Als solche haben wir früher
bereits die Trägheit (S. 131) und Inkonstanz (S. 35) des
Selens erkannt. Glücklicherweise besitzen wir mehrere Hilfs-
vorrichtungen, durch die wir für viele Fälle diese Selen-
fehler unschädlich machen können. Bin wesentlicher INach-
teil der Selenzelle ist femer ihr großer Widerstand, der selbst
bei Belichtung noch einen hohen Wert hat, so daß die durch
die Selenzelle fließenden Ströme nur schwach und im allge-
meinen nicht imstande sind, die nötigen (Maschinen zu be-
tätigen. Wir müssen tms daher verschiedener Hilfsvorrich-
tungen (Relais) bedienen, die eine Verstärkung des Licht-
effektes gestatten.
a) Vorrichtungen zur Beseitigung der Trägheit
und Inkonstanzdes Selens.
Wir haben schon früher darauf hingewiesen, daß die
s|ft5rende Eigenschaft der Trägheit durch entsprechende Kon-
struktion der Zellen, durch Anlegen einer geeigneten Span-
nung sowie dm-ch Vorbelichtung wesentlich herabgemindert
weiden kann. Wir wollen nun die Schaltungen besprechen,
mittels der man in der Technik äie Trägheitserscheinungen
zu beseitigen versucht.
In erster Linie ist hier der Selenkompensator von
Korn (276) zu nennen, bei dem 2 Zellen vorhanden sind,
von denen die zweite nur Korrekturen im Verlaufe des Stro-
mes der ersten auszuführen hat. Die Schaltung ergibt sich
aus Fig. 154. B^ und B2 sind zwei gleiche Batterien, S^ und
S2 zwei Selenzellen, während in der Brücke das Saitengal-
vanometer G (S. 74) liegt. Dieses besteht, aus 2 zwischen
den Polen eines Elektromagnets ausgespannten Metallbänd-
221 —
chen, auf die ein kleines Altuniniumplättchen geklebt ist.
Geht durch das Galvanometer ein Strom, so wird das Alu-
miniumplättchen abgelenkt imd läßt von einer dahinter be-
findlichen Lichtquelle Strahlen auf die Selenzelle Sj fallen.
Je größer die Ablenkung desi Plättchens, desto mehr Licht
geht durch und desto größer ist die Beeinflussung der
Zelle S^
INI
Ti
B,
l|lt I
Fig. 154.
Die Einrichtxmg ist nun so getroffen, daß kein Strom
durch die Brücke und das Galvanometer G geht, wenn S^^
tmd Sj im Dunkeln liegen. Belichtet knan S^, während S2
im Dunkeln liegt, so fließt ein Strom von B^ in der Richtung
des linken Pfeiles durch die Brücke; belichtet man aber S^
tmd verdtmkelt S^, so geht ein entgegengesetzt gerichteter
Strom durch G.« FolgUch müßte bei gleichzeitiger und gleich
starker Belichtung beider Selenzellen, vorausgesetzt daß die-
selben gleiche Eigenschaften, insbesondere gleiche Empfind-
lichkeit besitzen, die Brücke mit dem Galvanometer stromlos
bleiben. Schaltet man aber zwei Selenzellen verschiedener
Art ein, von denen die eine S^ große Empfindlichkeit und
geringe Trägheit, die andere S^ aber jgeringe Empfindlich-
keit tmd größere Trägheit besitzen möge, so erhält man.
bei gleich starker Belichtung* beider Zellen einen Differenz-
strom in der Brücke tmd zwar !zeigt derselbe wesentlich ge-
ringere Trägheitserscheintmgen als jeder der beiden Ströme.
Diese Tatsache erkennt man ohne weiteres aus Fig. 155.
Setzt man die Zelle S]^ allein kurze Zeit dem Lichte aus,
tun dann wieder zu verdunkeln, so nimmt der Ström den durch
Ktn^e S;| dargestellten Verlatif. Belichtet man die zweite
Zelle allein, so verlätift der Strom' im Sinne der Kurve S2y
die hier negativ atifgetragen wurde, da die Strömrichtung die
entgegengesetzte ist. Subtrahiert man die Ordinanten der
beiden Ktirven, so erhält man die Differenzkurve, die den
Verlauf des Brückenstromes bei gleichzeitiger tmd gleich-
starker Belichtung der beiden Zellen veranschaulicht. Man
— 222 —
LlW
St
Dunkel
Differenzkurvf
St
Zeit
Fig 155.
sieht sofort, daß der Strom rasch anst^ig^t, sich stets so
ziemlich auf gleicher Höhe hält und bei Verdunkelung viel
rascher gegen den Nullpunkt ^zurückgeht, was eine wesent-
liche Verminderung der Trägheit bedeutest.
Der Vorgang bei dem Selenkompensator ist nun folgen-
der. Fallen Lichtstrahlen auf die Zelle S^, so wird deren
Widerstand kleiner und es fließt ein Strom durch das Galvano-
meter. Infolge der Ablenkung des Aluminiumplättchens er-
hält auch S2 Licht und zwar ist die Lichtstärke immer
proportional dem Strom in der Brücke. Dadurch wird dejr
Widerstand von Sj herabgesetzt und -es fließt ein dem frühe-
ren entgegengesetzter Strom in die Brücke, so daß nur mehr
eine Differenzwirkung vorhanden ist. Durch entsprechende
Anordnung der einzelnen Teile ist es gelungen» die wirklich
in der Brücke entstehenden Ströme den augenblicklichen Be-
lichtungen der Zelle S^ proportional zu machen, so daß die
Stromschwankungen in der Brücke genau den Schwankungen
des auf S;^ fallenden Lichtes entsprechen.
Zavada (387) schlägt vor, cüe beiden gegengeschalteten
Zellen bei der Komschen Anordnung durch ein und dieselbe
Lichtquelle rasch hintereinander zu belichten. Verwendet
man dann 2 gleiche Selenzellen, so wird der durch Belich-
tung von S;] erzielte Ausschlag des Galvanometers im näch-
sten Moment durch den entgegengesetzten Strom auf Null
zurückgeführt. Die abwechselnde Belichtung bewirkt Zavada
mit einer xuidurchsichtigen Spiegelscheibe (Fig. 156), die mit
Offnungen versehen ist. Die öffniuigen und die tmdurchsich-
tigen Stellen der Scheibe haben die gleiche Breite. Rotiert
die Spiegelscheibe, so wird/ das Licht eiiunal nach der Selen-
zelle S^ durchgelassen, das andere Mal von der Spiegelscheibe
nach der Selenzelle S2 reflektiert. Man kann die beiden Zellen
auch dicht nebeneinander hinter der Scheibe aufstellen; rotiert
die Scheibe, so werden die Zellen intermittierend beleuchtet.
Dabei trifft bei einer Zelle gerade die volle Beleuchtung auf,
während die andere gänzlich verdimkelt ist.
V
— 223 —
-:H-
-BUd,
Icctx/riff
Spiegelachjeibe
Fig 156.
Zavada bringt noch einen anderen Vorschlag zur Be-
seitigung der Trägheit (Fig. 157). Die Selenzellen P und K
liegen in 2 gesonderten Stromkreisen, die miteinander induk-
tiv gekoppelt sind. In der Femleitung lagert sich dann über
den Strom der Fühlerzelle F der transformierte Strom der
Korrekturzelle K. In diesem Falle werden die beiden Selen-
zellen gleichzeitig belichtet. Die Korrektiu*zelle soll größere
Trägheit besitzen als die Fühlerzelle, damit sie ziemlich lange
nach erfolgter Beleuchtungsänderung Strom in die Femleitung
senden kann; dies läßt sich angenähert auch dadurch erreichen,
daß man 2 gleiche Zellen verwendet und vor die Fühler-
zelle F ein grünes, vor die Korrekturzelle K ein rotes Licht-
filter (Glasplatte) stellt.
II
\\\
ßz
Transfomidfor
j
■^rvnnyjmw
HUilili
Bf
Fi». 157.
Fern/e/tung
Schliefilich schlägt Zavada vor, in Fällen, in denen nicht
der Grund Strom und seine allmähliche Änderung, sondern
lediglich die bei Belichtungsänderungen enttt eh enden Strom-
schwankungen zum Ausdruck kommen sollen, intermittierende
Beleuchtung anzuwenden und den Grundstrom zu kommu-
tieren, 'Dabei setzt man den Stromwender (Kommutator) auf
die Achse 'der lichtunterbrechenden Scheibe auf und kom-
mutiert den Strom so oft, als Beleuchtung und Verdunkelung
wechseln. Kurve a in Fig. 158 zeigt uns die Strom-
schwankungen bei intermittierender Beleuchtrmg; der
Strom wächst bei Belichtung und sinkt bei Verdunkelung
und pendelt bei raschem Wechsel von Licht und Dimkel
■ zwischen zwei Grenzwerten hin und her. Aus Kurve b ersehen
— 228 —
wir den Verlauf des Stromes^ wenn dieser kommutiert wird.
Die von oben nach unten führenden punktierten Linien geben
uns den Moment an, in dem die Stromänderung' eintritt. Durch
den Kommutator wird also der Grundstrom in einen Wechsel-
strom umgewandelt. Betrachten wir nun die zwei Kurven c!
Die fein ausgesogene veranschaulicht den Verlauf eines Wech-
selstroms, während die andere kleinere Schwankungen eines
Stroms darstellt. Treten diese beiden Ströme in einer Leitung
gleichzeitig auf, so entsteht offenbar ein Strom, dessen Verlauf
durch Kurve b dargestellt ist. Polglich ist der durch intermit-
tierende Beleuchtung und Kommutation entstandene Strom,
wie er durch Kurve b veranschaulicht wird, gleich einem
Wechselstrom, über den sich Stromschwankungen von. der in
Fig. c gezeichneten Form lagern. Schaltet man demnach in
den Stromkreis ein Gleichstrominstrument eiii, so zeigt dieses
nur die Stromschwankungen an, da es auf den Wechselstrom
nicht reagiert.
Weigl (412) bediente sich der Wheatstoneschen Brücken-
schaltung (Fig. 159) zur Beseitigung der Trägheit. S^ und Sg sind
zwei möglichst gleiche Selenzellen, während W^ und W^
zwei Vergleichswiderstände bedeuten, die derart abgeglichen
Fig. 159.
sind, daß die Brücke mit dem Galvanometer stromlos ist, so
lange die Selenizellen im Dunkeln liegen. Die beiden Zellen
werden immer durch ein und denselben Lichtstrahl nach-
einander gleich lang belichtet. Da die Belichtung der einen
Zelle einen Galvanometeraus^chlag im positiven Sinne, die
Das 8tl«n.
15
— 226 —
Belichtung der anderen Zelle aber im negativen Sinne hervor-
ruft, so erhält das Galvanometer durch jeden Lichtstrahl rasch
hintereinander xwei ziemlich gleiche, entgegengesetzt wirkende
Impulse, so daß es nach jeder Belichtung rasch auf Null zu-
rückgebracht wird.
Ich (494) habe einen Apparat konstruiert, der nicht bloß
die Trägheit, sondern auch die Inkonstanz des Selens aus-
schaltet. Die Konstrukteure von Selenapparaten haben bis-
her vielfach die Inkonstanz der Selenzelle wenig beachtet.
Es kam ihnen meist nur darauf an, durah einen Demonstra-
tionsapparat den Nachweis zu erbringen, daß ihre Vorrichtung
in der gewünschten Weise auf Lichteindrücke reagiert. Viel-
fach hörte man dann später, daß sich die Einrichtung in der
Praxis nicht bewährt hat, oder es kam der Apparat infolge
seiner unbefriedigenden Leistungen während der Probezeit
überhaupt nicht zur Einführung. Und doch hatte er bei der
Demonstration so wunderbar funktioniert I Die Ursache dieser
Erscheinung lag fast immer in der Inkonstanz der Selenzelle.
Infolge der im Laufe der Zeit sich vollziehenden Anderungteln
des Dunkelwiderstandes und der Lichtempfindlichkeit äidem
die Grundström6 im Selen allmählich ihre Stärke, 'so daß
selbst bei gleichen Lichteindrücken die Wirkungen zu ver-
schiedenen Zeiten recht verschieden ausfallen können. Die
Veränderungen des Grundstromes lassen sich nicht lediglich
durch Wärmedifferenzen, hygroskopische Eigenschaften des
Selens oder Nachwirkung des Lichtes erklären, man kann
vielmehr selbst bei Ausschaltung aller äußeren Einflüsse Leit-
fähigkeitsänderungen feststellen, die auf inneren Umlagerun-
gen und Verschiebungen beruhen. Man kann wohl durch
Beimengung von Metallzusätzen zu reinem Selen die Ein-
stellung des Widerstandes in einen Gleichgewichtszustand be-
schleunigen; es treten aber immer noch im Laufe der Zeit,
teils allmählich, teils oft unerwartet, Änderungen des Wider-
standes und der Lichtempfindlichkeit einer Selenzelle auf.
Man hat meines Erachtens bisher Viel zu wenig Sorgfalt
auf die Ausschaltung dieses Fehlers verwendet, obwohl die
schlimmen Erfahrungen mit Selenapparaten zweifellos in der
Hauptsache gerade auf diesen Fehler zurückzuführen sind.
Bei meiner Vorrichtung spielt selbst eine größere Änderung des
Grundstromes d. h. des bereits in der Dunkelheit durch die
Zelle fließenden Stromes keine Rolle, da der Apparat nur
mit dem Differenzstrom von Licht und Dunkel arbeitet, wes-
halb er auch den Namen Differentialrelais führt. Zu-
dem ermöglicht das Differentialrelais die Ausnützung der
kleinsten Lichteindrücke, so daß auch die Trägheit vollstän-
dig ausgeschieden wird. Die genaue Beschreibung der Vor-
richtung muß infolge der gegenwärtigen Verhältnisse auf
spätere Zeit verschoben werden.
r
\
— 227 —
b) Vorrichtung^en zur Verstärkung des Licht-
effektes (Relais, Zwischenklisches).
Da die Selenzelle einen sehr hohen Widerstand hat,
fließt selbst bei Anwendung hoher Spannimgen nur ein recht
schwacher Strom durch den Stromkreis, dem die Selenzelle
angehört. Bei schwachen Lichteindrücken ist daher der durch
die Zelle gehende Strom nicht imstande größere Arbeits-
leistungen zu vollbringen. Steht aber eine starke Licht-
quelle zur Verfügung, so ist die Anwendung einer hohen
Spannimg sehr gefahrlich, da sie leicht zur Zerstörung der
Zelle bei Belichtung führen kann. Daher werden wir uns für
alle Fälle mit schwachen Selenströmen begnügen müssen.
Da nun die beim Wechsel von Licht- und Dunkel auf-
tretenden Selenströme nicht imstande sind, die für technische
Zwecke nötigen Apparate selbst zu betätigen, müssen wir ein
Vorspann, ein sogenanntes Relais, benützen. Dieses enthält
eine Vorrichtung, welche die Obertragimg der im Selenstrom-
kreis auftretenden schwachen Stromschwankungen auf einen
zweiten stärkeren Stromkreis gestattet. Wir unterscheiden
im allgemeinen 2 Gruppen von Relais. Bei der ersten Gruppe
wird durch eine hochempfindliche Vorrichtung, die nur eine
geringe Bewegung zu machen hat, um einen 2. Stromkreis zu
schließen, bei jeder Belichtxmg der Selenzelle ein konstanter
Strom eingeschaltet, bei Verdunkelung wieder unterbrochen
oder umgekehrt. Ein solches Schaltrelais gestattet also
Lichteindrücke in Stromstöße von stets gleicher Intensität uin-
zusetzen, so daß die Stärke der Lichteindrücke nicht weiter
zum Ausdruck kommt. In der Konstruktion derartiger Appa-
rate hat man es bereits zu hoher Vollendung gebracht. Weit
schwerer ist die Erfüllung der Anforderung, die an die 2.
Gruppe der Relais gestellt wird; sie besteht darin, die Strom-
schwankungen ihrer Intensität entsprechend auf einen zweiten
stärkeren Stromkreis zu übertragen luid zu verstärken. Diese
Aufgabe ist von der Elektrotechnik noch nicht zur Zufrieden-
heit gelöst. Gelingt es, die raschen Stromschwankungen, die
sich in der Selenzelle vollziehen können, durch ein einfaches
Relais entsprechend zu verstärken, so lassen sich gewaltige
Probleme mit der Selenzelle lösen.
Die Anforderungen, die wir an ein Relais stellen, sind
außerordentlich hoch. Es soll sehr empfindlich für den elek-
trischen Strom und dabei möglichst luiempfindlich gegen
Stoß sein; es soll in der Sekunde auf möglichst viele Strom-
schwankungen reagieren; es soll einfach in der Konstruktion
und billig sein. ^
Die Einrichtung eines einfachen Relais ist in der
Pig. 160 angegeben. Man leitet den schwachen Strom mittels
der Drähte a und b durch den Elektromagnet M, der den
15»
— J28 ^
hochempfindUchen Anker A ein wenig anzieht. Nun wird
der Hebel um D gedreht und der xintere Hebelaim berührt die
Schraube R. Dadurch wird ein eigener Stromkreis geschlos-
sen ; von der starken Batterie B fließt nämlich jetzt ein kräftiger
Strom durch c über S und D nach R und weiterhin durch d
über E zur Batterie zurück. In der Figjur bedeutet E dnen
Elektromagnet, der kräftig erregt wird und Arbelt leistet; an
seine Stelle kann natürlich irgend ein anderes elektrisches
Instnmient, das vom Strom beeinflußt wird, gesetzt werden.
B
Fig. 161 stellt eine' einfache Schaltung für ein derartiges
Relais dar. Wir haben zwei Stromkreise. Di« Batterie I
iSftmJUeuZ.
HZID—
B4UUrUI.
— M9 —
ist mh der Selenzelle und dem Relais vcrbuaden; die Bat-
terie II steht mit dem zu betStig-enden Apparat M und einer
Kontaktvorrichtung in Verbindung. So lange die Selenzelle
nicht beleuchtet, z. B. in einem dunklen Kästchen einge-
schlossen ist, fließt nur ein sehr schwacher Strom durch
den Stromkreis I, so daß das Relais nicht in Tätigkeit tritt;
da die Kontaktvoirichtung nicht geschlossen ist, bleibt der
Stromkreis II stromlos. Fallen aber Lichtstrahlen auf die
Selenzelle, so wächst die Stromstärke im Stromkreis I rasch
an, die Relaiszunge schlägt aus und schließt den Kontakt und
somit den Stromkreis II, so daß die Maschine betätigt wird.
Flf. Ml.
Größere Empfindlichkeit hat dag polarisierte Relais
(Fig. 162). Bei diesem wird durcji den schwachen Selenstrom
der Magnet nicht erst erregt, sondern es werden vorhandene •
Magnetpole lediglich verstärkt oder geschwächt. aAb ist ein
rechtwinklich gebogener Slahlmagnet, der bei aa> »einen Sttd-
pol, bei b seinen Nordpol hat. Auf letzterem sitzen zwei
weiche Eisenzyltnder, die ebenfalls nordmagnetisch sind und
oben in 2 einander direkt gegenüberstehende Nordpole EE'
endigen. Die beiden Eiseozylinder sind mit Drahtwickelungen
umgeben. Der Südpol ist bei aa' aufgeschlitzt; in dem Zwi-
schenraum ist der aus weichem Eisenf bestehende Mcbel Cd,
der ebenfalls südmagnetisch ist, drehbar angebracht. Geht
kein Strom durch die Drahtwickelungen, so befindet sich der
sUdmagnedsche Hebel Cd zwischen den beiden Nordpolen EE'
' — MO -
im Gleichgewicht. Fließt aber der Selenstrom in solcher Rich-
tung durch die beiden Drahtwickelungen, daß der eine Magnet-
pol X. B. E stärker, der andere schwächer nordmagnetisch
wird, dann wird der Hebel Cd von E angezogen und schließt
durch Berührung eines Stiftes den 2. Stromkreis. Man kann*
die Einrichtung so treffen, daß der Hebel bei eintretender
Schwächung des Selenstromes von selbst zurückschnellt und
den Kontakt aufhebt.
Polarisierte Relais, die auf Strönrie von 1 bis 2 MilUamp.
noch reagieren, sind ohne Schwierigkeit herzustellen. Ein
derartiges Relais gibt in der Sekunde 15 bis 20 mal Kontakt,
ermöglicht also ein sehr rasches Arbeiten.
Ein hochempfindliches polarisiertes Relais mit möglichst
kleinen schwingenden Massen baut die Gesellschaft fUr
drahtlose Telegraphie „Telefunken" (Flg. 163).
Sehr empfindlich sind die Drehspulrelais, die nach
Art der Drehspulgalvenomeier gebaut sind. Die Pole eines
Hufeisenmagnetes (Fig. 164) sind mit zylindrisch ausge-
schninenen Polschuhen aus weichem Eisen versehen. Irmer-
halb des zylindrischen Raumes befindet sich ein Eisenzylin-
der E,^o daß nur ein ringförmiger Zwischenraum bleibt, in
dem eine Drahtspule S beweglich angebracht ist. Läßt man
den Strom, durch die Spule, so wird sie vom Magnet abge-
lenkt und zwar ist die Ablenkung, die der Zeiger Z anzeigt.
innerhalb g^ewisser Grenzen proportional der Strotnsttä'ke.
Verwendet man den Zeiger dazu, .eiiwn Kontakt zu schließen,
BO hat man ein sehr empfindliches Relais, da die Drehspul-
galvanometer große Empfindlichkeit zeigen, selbst wenn sie
mit Zeiger ausgerüstet sind.
Fig. IM.
Drehapulrelais geben noch bei Strömen von der Größen-
ordnung lO-ß Amp. Kontakt. Da die Schwingungsdauer des
beweglichen Systems mit wachsender Empfindlichkeit zu-
nimmt und das System gedämpft sein muß, damit sich der
bewegliche Kontakt ohne Klirren an den festen Kontakt legt,
kann bei der angegebenen Empfindlichkeit von 10"^ Amp.
von einer schnellen Einstellung keine Rede sein. Zur Zeit
werden Drehspulrelais hergestellt, die bei einer Empfindlich-
keit von etwa 6 .KM Amp. eine Schwingungsdauer von 2
Sekunden, bei einer Empfindlichkeit von ca. 2 . 10~^ Amp.l
eine Schwingungsdauer von 0,5 Sekunden haben. Es läßt
sich also mit einem Relais der letzten Art in der Sekunde ein
zweimaliger Kontakt erreichen.
Das Selenrelais schließlich gestattet selbst bei den
schwächsten Lichteindrücken einen Kontakt zu schließen und
— 333 —
Fi(. 165.
eine Maschine in Tätigkeit zu setzen. Die Versuchsanordnung
ist in Fig. 165 abgebildet. Wir verwenden hier ein Spiegel-
galvanometer höchster Empfindlichkeit ; derartige Instrumente
vermögen noch einen Strom von 10""^^ Ampere, d. h. von 1
Billiontel Ampere anzuzeigen. Als Schaltung benützt man
die Brückenform. Hat man die Widerstände W^, W^, Wj
derart abgeglichen, daß die Brücke bei' Verdunkelung von
S]^ stromlos ist, so schlägt das Galvanometer G sofort wieder
aus, sobald auch nur der geringste Lichtschein auf die Selen-
zelle S^ fällt. Dem Galvanometerspiegel gegenüber steht eine
kräftige Lichtquelle L, deren Strahlen durch den Spiegel
gegen die zweite Selenzelle Sg zurückgeworfen werden kön-
nen. Ist das Galvanometer G stromlos, so gehen die Licht-
strahlen an der Selenzelle S^ vorbei; fällt aber irgend ein
Lichtschein auf S^, so daß ein Strom durch das Galvanometer
fließt, dann wird der Spiegel Abgelenkt und das von L kom-
mende Lichtbündel gegen die Selenzelle Sg reflektiert. Da-
durch wird der Widerstand der Zelle S2 kräftig herabgesetzt,
— 283 —
SO daß der Strom der Batterie B^ ein gewöhnliches Relais
R betätigen kann; nun wird der Kontakt K geschlossen und
die Maschine M durch die Batterie B3 in Tätigkeit gesetzt.
Die genannten Relais vermögen bei Belichtung bezw.
Verdunkelung der Selenzelle einen zweiten Stromkreis von
stets gleich' bleibender Stärke zu schließen oder auch zu
öffnen. Die Stärke der Selenströme kommt dabei nicht ztun
Ausdruck; es ist nur nötig, daß der Selenstrom eine gewisse
Mindeststärke besitzt, die zur Betätigung des Relais eben
noch ausreicht. Der 2. Stromkreis besitzt bei jeder Strom-
schließung dieselbe Stärke. Von besonderem Wert wäre
natürlich ein Relais, das die auftretenden Selenströme pro-
portional vergrößerte, also z. B. 1000 mal so stark machen
könnte, )bo daß ein Selenstrom von 0,2 Milliamp. in einen
Strom von 0,2 Amp., ein Selenstrom von; 1 Milliamp. in einen
solchen von 1 Amp., kurz alle Schwankungen des Selen-
stromes in 1000 mal so starke umgesetzt würden. Ein ein-
faches Relais dieser Art besitzen wir zur Zeit leider noch
nicht. Man könnte daran denken, das Drehspulrelais derart
auszugestalten, daß der Zeiger, dessen Ausschläge innerhalb
gewisser Grenzen' doch der Stromstärke proportional sind,
je nach seiner Stellung verschiedene Kontakte macht und
dadurch Stromkreise von genau n mal so großer Strom;-
stärke schließt. Die hauptsächlichsten Schwierigkelten, denen
die Ausführung eines solchen Relais begegnet, liegen darin,
daß die Reibung des Zeigers an den Kontaktstellen seine Be-
weglichkeit hemmt und daß die Kontakte un^zuverlä3sig sind.
Man kann nun in manchen Fällen den Kiuistgriff an-
wenden, daß man die Schwankungen des Selenstromes auf
einem fortlaufenden Streifen registriert und das erhaltene
Bild, das Zwischenklische, dazu benützt, verschieden
große elektromotorische Kräfte einzuschalten. Diese Methode
der Zwischenklisches wurde zuerst von Portong (209) zur
Bildübertragung vorgeschlagen; es soll jedoch hier zuvor
eine einfachere Anregung von Adamian (26/2) besprochen
werden.
-> Bcwegungsnc/ffung der Kurye
Fig. 166.
— 2»4 —
Adamians Vorschlag geht dahin, die schwachen Selen-
ströme ^mr Aufzeichnung einer Stromkurve auf einem fortr
laufenden Streifen zu benutzen. Wenn znan die Lichtkurve
(S. 73) aus leitender Substanz auf einem nichtleitenden Streik
fen herstellt und dann unter einem aus mehreren Metall-
spitzen bestehenden Kamm vorbeizieht, so kommen beim
Fallen oder Steigen der Kurve immer andere Metallspitzen
mit der leitenden Kurve in Verbindimg .(Fig. 166). Dadurch
kann man es erreichen, daß je nach der Lage bezw. Ordinate
eines Kurvenpunktes verschiedene elektromotorische Kräfte
eingeschaltet werden.
Fortong macht den beachtenswerten Vorschlag, die Selen,
ströme zur Anfertigung von Lochstreifen (Fig. 167) zu be-
nützen. Die kleinenl Löcher von bestimtnter Anordnung in
dem dünnen Papierstreifen geben die Stromschwankungen
sehr gut wieder. Bei der Umsetzung dieser Lochschrift wer-
den, je nachdem gelochte oder ungelochte Teile des Papier-
streifens an den vorhandenen Kontakträdchen vorbeiführen,
elektrische Strönle geöffnet und geschlossen; diese betäti-
gen dann die entsprechenden Apparate.
^o o o
O O O OD
,^ O O O OD
o o^ ^ o. o o o
0_ OQOO O OO
8 ^ö <^ S^ o o ^o^ o o^ o <
o^ o _ o o o o
G D D
•
Da Fortong die Selenströme selbst zur Anfertigung von
Lochstreifen verwenden wollte, war ein Erfolg infolge der
zu geringen Stärke dieser Ströme natürlich ausgeschlossen.
Dagegen hat Korn in den letzten Jahren durch Anwendung
von Lochstreifen bei der Bildtelegräphie sehr gute Erfolge
erzielt, indem er die Selenströme erst durch ein eben zu
diesem Zweck erfundenes Relais, das Stufenrelais, entspre-
chend verstärkte.
Das Stufenrelais von Korn (442, 443) gestattet zwar
nicht alle möglichen Ströme proportional zu vergrößern, aber
es kommt der Lösung dieses Problems insofern näher, als
es wenigstens ermöglicht, verstärkte Ströme in gewissen Ab-
stufungen zu erhalten. Die Selenströme werden in eine An-
zahl von Stufen geteilt. Wenn z. B. die zur Verfügung stehen-
den Selenströme im Maximum ein Milliampere betragen und
\
— 335 —
man 10 Stiifen wählt, so kann man folgende Abstufungen
und Verstärkungen vornehmen:
Abstufung der Selenströme VerstäJrkung
1. Stufe bis 0,05 Müliamp. —
Z Stufe 0,05 bis 0,15 Milliamp. a mal
3. Stufe 0,15 bis 0,25 Milliamp. 2 a mal
8 a mal
9 a mal
9. Stufe 0,75 bis 0,85 MUliamp.
10. Stufe 0,85 bis 1 lylilliamp.
Je nach der Wahl der konstanten Größe a kann man "die
Abstufungen entsprechend ändern.
TWWWW
Fiff. 168.
0/2 0-
Pig. 168 veranschaulicht die Anordnung der einzelnen
Teile. Der Zeiger 15 eines Galvanometers, der aus nicht-
leitendem Material besteht, trägt an seinen Enden zwei dünne
Metallstifte 16 und 17, die unter den leitenden Plättchen 13
imd 14 und über zwei Kämmen sich frei bewegen. Letztere
bestehen aus abwechselnd leitenden und nichtleitenden Blätt-
chen, von denen in der Figur nur drei leitende Blättchen 21,
22, 23 einerseits, 18, 19, 20 andererseits angedeutet sind. Die
Blättchen 13 und 14 stehen mit den Polen der Sekundärspule
eines Teslatransformators 1 und dem Kondensator 2 in Ver-
bindung, während die leitenden Blättchen 21, 22, 23 hczw.
mit 20, 19, 18 unter Einschaltung der Punkenstrecken 5, 4, 3
verbunden sind. An die Funkenstrecken sind femer mittels
der Batterie bezw. Maschine 12 geeignete Spannungen ange-
legt. Steht nun, wie es in der Figur gezeichnet ist, der Gal-
vanometerzeiger über 22 bezw. 19, so werden die hochge-
spannten Teslaströme zur Funken strecke 4 geleitet. Nun
haben die Teslaströme die Eigenschaft, Starkstrom bogen zu
zUnden; daher kann bei der Funkenstrecke 4 der von 12
kommende Starkstrom Übergehen und den eingeschalteten
elektromecbanischen Apparat 7 betätigen. Es wird ein Stark-
strombogen immer nur über diejenige Funkenstrecke geziim-
det, zu der die Teslaströme je nach der Stellung des Zeiger-
instrumentes geleitet werden. Den Teslaströmen wird durch
die Selbstinduktionarollen 9, 10, 11 der Zugang zu 12 nach '
Möglichkeit erschwert. Da Starkstrombogen, die durch Gleich-
stromspannungen gezündet sind, nicht mehr verlöschen, ivähtt
man die Gleichstromspannung bei 12 nur so groß, daß sie den
Starkstrombogen nicht allein zünden kann, und nimmt eine
Wechselstromspannung dazu. Wenn also z. B. bei 4 mittels
der Zeigerstellung und der Teslaströme die Funkenstrecke
erregt und durch die Wechselstromspannung der Starkstrom-
bogen gezündet ist, geht Über 4 auch der Gleichstrom ohn«
größeren Widerstand hinweg und betätigt den zugehörigen
Apparat 7. Auf diesem Wege kann man also wesentlich
verstärkte Ströme in bestimmten Abstufungen erhalten.
Eine mäßige Verstärkung schwacher Ströme gestattet das
Lichtrelais von Korn (276). Dieses besteht aus einem
Saitengalvanometer (Fig. 169) d. h. zwei zwischen den Polen
— 237 —
eines Elektromagnets NS gespannten Metallbändchen aa\ auf
die ein kleines Aliuniniumblättchen B geklebt ist. Die Pol-
schuhe des Magnets enthalten 2 Öffnungen O und Oi, durch
welche Lichtstrahlen in der Richtung der Pfeile p p^ hindurch-
gesandt werden können. Je nach der Richtung und Stärke
der durch die Metallbändchep aa' hindurchgeleiteten Ströme
wird das Aluminiumplättchen mehr oder weniger nach oben ^
oder tmten abgelenkt. Solange kein Strom durch die Metall-
bändchen fließt, schneidet das Altuniniumblättchien den durch
O fallenden Lichtstrahl vollständig ab; geht aber ein Strom
hindurch, so wird je nach der Stärke des Stromes bezw. 'der
Größe der Ablenkung des Aluminiumblättchens mehr oder
weniger Licht durch O^ hindurchgelassen. Das hindurch-
gehende Licht kann auf einen Punkt konzentriert imd auf
einem fortlaufenden Film photographiert werden; die Hellig-
keitsunterschiede des entstehenden Linienzuges entsprechen
dann den Schwankungen des durch das Relais gegangenen
Stromes. Man kann aber auch an Stelle des Films eine mit
einer kräftigen Stromquelle verbundene Selenzelle bringen,
die je nach den Ausschlägen des Aluminiumblättchens mehr
oder weniger Licht erhält und somit mehr oder weniger
Strom hindiu'chläßt. Es können also auf diesem Wege rasch
aufeinanderfolgende Änderungen eines schwachen Stromes
in Lichtschwankungen und diese wieder in Schwankungen
eines zweiten Stromkreises umgesetzt werden. Da aber dieser
selbst wieder eine Selenselle enthält, kann die Verstärkung-
nur mäßig sein, so daß sie für die meisten Zwecke nicht aus-
reicht. Soll mit dieser Vorrichtung ein Vorteil erzielt wer-
den, so muß unter sonst gleichen Umständen die Hilfslicht-
quelle, deren Strahlen 'durch die Offiiung des iLichtrelais hin-
durch auf die zweite Selenzelle konzentriert werden, recht
kräftig und der Unterschied in der Beleuchtungsstärke der
beiden Selenzellen möglichst groß sein.
Bei "dem Mikrophonrelais kommt die Eigenschaft
iloser Kontakte, bei Druckänderungen ihren Widerstand zu
ändern, in Anwendung. Sendet man durch ein Mikrophoh
das im allgemeinen aus losen Kohlekontakten besteht, einen
Gleichstrom und spricht gegen das Mikrophon, so werden
durch die Schallschwingungen Veränderungen der Innigkeit
der Berührung zwischen den Kohlen und dadurch Strom-
schwankungen hervorgerufen. Es lag nun der Gedanke nahe,
ein in einem stärkeren Stromkreis liegendes Mikrophon da-
durch zu beeinflussen, daß man die Kontaktstücke des Mikro-
phons mit magnetischen Teilchen versah imd auf diese einen
zweiten Strom einwirken ließ. So kann man nac)i dem Mi-
krophonprinzip die Schwankungen eines Stromes auf einen
anderen stärkeren Strom übertragen. Das Mikrophonrelais
— 288 —
vermag sehr schnelle Stromschwankungen zu verstärken, ist
aber gegen Erschütterungen außerordentlich empfindlich.
Das Resonanzrelais beruht auf der Tatsache, daß
ein schwingungsfähiges System von schwachen Energie-
stößen eines Körpers in Schwingungen versetzt wird, wenn
die Schwingungszahl des schwingmigsfähigen Systems mit
derjenigen des erregenden Körpers übereinstimmt.
Ein sehr kunstvoller Apparat zur Verstärkung schwacher
Telephonströme ist das Lieben-Reiszsche Telephon-
oder Gasentladungsrelais. Bei demselben läßt man
die schwachen telephonischen Wechselströme auf die Ge-
schwindigkeiten von Kathodenstrahlen einwirken, wodurch
dia in der Kathodenröhre übergehenden kräftigeren Ströme
die gleichen Änderungen erfahren, wie sie die Telephon-
ströme selbst aufweisen. Die Anordnung der Apparate ist
aus Fig. 170 zu ersehen. G ist eine evakuierte Glasröhre, K
•§
^
Ji|i|i|l|i|i|Hi|iM|i|ilil'l'|i|iV
tig. 170.
eine Wehneltkathode, A die Anode. Die Wehneltkathode K
besteht aus einem dünnen Platinblech, das mit Barium- oder
Calciumoxyd bestrichen ist und durch einen, Heizstrom, der
mittels des Regulierwiderstandes R von der Stromquelle ab-
gezweigt werden 4cann, bis zur Rotglut erhitzt wird. Legt
man an die Kathode K den negativen, an die Anode den
positiven Pol einer. Stromquelle von ca. 220 Volt an, so gehen
von K Kathodenstrahlen d. h. Elektronen (negative kleinste
— 239 — •
Elektrizitätsteilchen) von mäßiger Geschwindigkeit auSv Diese
Elektronen ionisieren das Gas izwischen.K und A und er-
höhen dessen elektrische Leitfähigkeit. Verbindet man noch
die durchlöcherte Metallplatte H einerseits, die Kathode K
andererseits mit der Sekundärspule des Transformators T^,
durch dessen Primärspule die zu verstärkenden Telephon-
ströme gehen, so wird die Geschwindigkeit der durch H flie-
genden Elektronen beschleimigt, wenn H positiv wird, da-
gegen verzögert, so oft H negativ ist. Die zwischen H und A
übergehenden Ströme ändern daher ihre Stärke in genau der-
selben Weise als die Telephonströme selbst. Die verstärkten
Ströme können der Sekundärspule des Transformators T2 ent-
nommen werden. Das Telephonrelais gestattet die schwachen
Wechselströme auf den 30 — 4Cf achen Betrag zu vers'.ärken, und
da es möglich ist, die verstärkten Ströme durch ein zweites
Telephonrelais zu senden, und so fort, so kann die Verstär-
kung schwacher Ströme einen sehr hohen Grrad erreichen.
/? /
AAAVWIW— Sdemdle
220 V
- 'M'MiltH'Mi|'|iMi|tF
I
3oy
Flg. 171.
Fig. 171 zeigt das Gasentladungsrelais in< der Schaltimg
mit einer Selenzelle. Hierbei muß von einer induktiven Wir-
kung auf den Stromkreis der Hilfselektrode abgesehen werden.
— 240 —
weil auch eine dauernde Belichtung der Selenzelle vom Relais
wiedergegeben werben soll. Die bei wechselnder Belichtung
auftretenden Widerstandsschwankungen der Selenzelle ver-
ursachen Spannungsänderungen der Hilfselektrode H und da-
durch Stromschwankungen kl der Entladimgsröhre bezw. im
Galvanometer G.
Zum Schlüsse möchte ich nicht versäumen, auf das Dif-
ferentialrelais (S. 226) nochmals hinzuweisen. Dasselbe
reagiert nicht bloß auf schwache Lichteindrücke, sondern
scheidet zugleich auch die Trägheit und Inkonstanz des Se-
lens aus.
II. Lichtmessung (Photometrie).
Schon kurz nach der Entdeckung der Lichtempfindlichkeit
des Selens haben Siemens (22) und Rolls (20) Versuche ge-
macht, die Selenzelle zur Lichtmessung heranzuziehen. Seit
jener Zeit entstand eine ganze Reihe von sehr beachtenswer-
ten Vorschlägen für die Konstruktion von Selenphotometem.
Nach dem gegenwärtigen Stande darf man mit Recht be-
haupten, daß man mit der Selenzelle auf einfache Weise
eine Genauigkeit in der Lichtmessung erzielen kann, die von
dem besten Lichtmeßverfahren nicht übertroffen wird.
Die Stärke einer Lichtquelle bestimmen wir bekanntlich
durch Vergleichung ihrer Wirkung mit einer anderen
Lichtquelle, die wir als Einheit festsetzen imd jederzeit in
gleicher Weise wieder herstellen können. Es ist z. B.
leicht möglich, Crlühlampen herzustellen, die mit Gleich-
strom von gleicher Spannung betrieben längere Zeit kon-
stante Strahlimg aufweisen und zwar sowohl quantitativ
wie qualitativ, d. h. was Lichtstärke imd Lichtfarbe betrifft.
Wir können mit Aussicht auf Genauigkeit aber nur Licht-
quellen gleicher Farbe miteinander vergleichen und auch
weißes Licht nur mit solchem von annähernd gleicher Zu-
sammensetzung. Die Photometervorrichtxmgen beruhen ge-
wöhnlich darauf, daß man auf zwei dicht aneinander gren-
zenden Flächen durch Verschiebung der zu vergleichenden
Lichtquellen gleiche Beleuchtungsstärke herstellt, was unser
Auge mit einiger Genauigkeit feststellen kann. Alsdann ver- '
halten sich die Lichtstärken der beiden Lichtquellen wie
die Quadrate ihrer Entfernungen von den gleichbeleuchteten
Flächen. Nun ist aber imser Auge für verschiedenfarbige
Lichteindrücke nicht in der gleichen Weise empfindlich;
während es z. B. durch gelbes Licht stark erregt vArd, nimmt
es violettes Licht größerer Intensität kaum wahr, aiif \iltra-
violette Strahlen aber reagiert es gar nicht. Wir werden
— 241 —
daher beim Vergleich verschiedenfarbiger Lichtquellen sehr
leicht von unserem Auge getäuscht. Es war daher nahe-
liegend, daß man die elektrischen Wirkungen des Lichtes
zur Photometrie zu verwenden suchte. In erster Linie kam
hier die Selenzelle zur Verwendung. Nun reagiert aber das
Selen je nach seiner Präparation auf die einfachen Licht-
farben sehr verschieden; femer hat die Vorbelichtung einen
wesentlichen Einfluß auf die Empfindlichkeit einer Selenzelle,
indem ^z. B. Vorbelichtung einer Zelle mit blauem Licht deren
Empfindlichkeit für rotes Licht steigert. Daher ist auch die
Selenzelle von vornherein nur zur Vergleichung von ein-
farbigen bezw. weißen Lichtquellen geeignet. Aber auch da
Bieten sich für genaue Messungen noch wesentliche Schwierig-
keiten wegen der bekannten Selenfehler (Trägheit, Inkon-
stanz u. a.).
Die Meßmethoden mit Selen lassen sich im allgemeinen
in 2 Klassen einteilen ; bei der einen Gruppe von Meßverfahren
soll die Widerstandsänderung des Selens bei Belichtung direkt
die photometrische Messung liefern» bei der andern wird die
Selenzelle lediglich zum Vergleichen der zu messenden Licht-
quelle mit einer Vergleichslichtquelle benutzt. Nun wissen
wir aber, daß der Dunkelwiderstand einer Selenzelle nicht
bloß mit der Zeit sich ändert, sondern auch von äußeren Ein-
flüssen (Temperatur, vorhergehender Belichtimg u. a.) sehr
stark abhängig ist. Daher wird das Resultat einer direkten
Messung durch den jeweiligen Zustand der Selenzelle wesent-
lich beeinflußt, so daß auf diesem Wege eine Genauigkeit,
wie man sie nach dem jetzigen Stand der Lichtmeßtechnik
verlangen muß, nicht erreicht werden kann. Dagegen kommt
für diejenige Gruppe von Meßverfahren, bei denen die Selen-
zelle nur Vergleichsmittel ist, der Zellenzustand nicht in Be-
tracht und man kann auf einfache Weise eine Genauigkeit
erzielen, die sicherlich von keinem anderen Meßverfahren
überboten wird.
a) Die Selenzelle als Meßmittel.
Man ermittelt experimentell die Leitfähigkeiten einer
Selenzelle für die verschiedenen Lichtstärken und zeichnet
(S. 100) eine Kurve, welche die Abhängigkeit der Leitfähig-
keit von der Lichtintensität darstellt. Damit ist die Zelle
geeicht. Mittels dieser Kurve läßt sich dann die Stärke einer
Lichtquelle aus deren Entfernung von der Selenzelle imd der
beobachteten Leitfähigkeit berechnen.
Genauere Resultate erhält man mit einem von Nisco (214)
angegebenen Verfahren. Belichtet und verdimkelt man eine
Selenzelle abwechselnd in regelmäßigen Zwischenräumen, so
nehmen bekanntlich schon nach wenigen Wechseln die Leit-,
Das S«1«Q. 16
— 243 —
fähigkeiten für Licht und Dunkel einen konstanten Wert an
(S« 133), 8io daß* dann die Differenz zwischen dem oberen
und unteren Leitf^igkeitswert eine unveränderliche Größe
darstellt. Da nun diese Differenz von der Beleuchtungsstlirke
abhängig ist, kann man aus ihrer Größe auf die Stärke der
zu untersuchenden Lichtquelle schließen.
b) Die Selenzelle als Vergleich'smittel.
Die Selenzelle wird abwechislungsweise einer Lichtquelle
von bekannter Stärke bezw. der zu untersuchenden Licht-
quelle ausgesetzt und letztere solange verschoben, bis beide
Lichtquellen die gleiche Wirkung auf die Selenzelle ausüben.
Dann ist offenbar die Beleuchtungsstärke an der ZeUe in
beiden Fällen gleich und es verhalten sich die Lichtstärken
der beiden Lichtquellen wie die Quadrate ihrer Entfernungen
von der Selenzelle.
Den Wechsel der Beleuchtung haben die Konstrukteure
durch die verschiedensten Anordnungen zu erreichen gesucht.
Am wenigsten empfehlen sich diejenigen Vorrichtungen, bei
denen die Selenzelle durch Hin- imd Herbewegen oder durch
XJmdrehen bald in den Strahlengang der einen Lichtquelle,
bald in den der anderen gebracht wird. Es sollen hier kurz
drei Anordnungen angegeben werden, bei denen die Selen-
zelle feststeht und die Strahlen der 2 Lichtquellen abwechs-
lungsweise auf die Selenzelle geworfen werden.
Flg. 172.
Pig. 172 zeigt uns eine Vorrichtung, bei der die Strahlen
der Lichtquellen L^ und L2 nach ihrem Durchgang durch die
Milchglasscheiben fA auf die Spiegel Sp treffen und von
da über die Linse L nach der Selenzelle Se gelangen. Durch
diie bewegliche Blende B wird erreicht, daß imimer nur ein
Teil des Lichtes der beiden Lichtquellen die Zelle trifft*
— 248 —
Jaenichen (441) verwendet bei seinem Selenphotometer
ZMT Eirreichung der abwechselnden Belichtung eine mit einem
Ausschnitt versehene Trommel, die gedreht wird und dabei
das Licht beider Lichtquellen abwechselnd abblendet. Das
Photometer läßt sich bequem nach beiden Seiten verschieben,
bis man für beide Lichtquellen denselben Galvanometeraus-
schlag erhält.
Schließlich sei noch auf eine Anordnung hingewiesen,
wie sie Timar (366, 386) benutzte. Hier wird die Selenzelle
durch einen umlaufenden Spiegel abwechselnd von beiden
Lichtquellen bestrahlt (Fig. 173). Die Vorrichtung hat den
Nachteil, daß die Beleuchtungsstärke an der Zelle infolge der
Umdrehung der Spiegelfläche beständig zwischen Null und
einem Maximum schwankt. Dadurch wird der Galvanometer-
ausschlag schwankend und die Ablesung ungenau.
Fig. 173.
Demnach ist es von wesentlicher Bedeutung, daß die
gesamte, von beiden Lichtquellen auf die Selenzelle fallende
Lichtmenge stets dieselbe bleibt und auch beim Übergang
von der einen zur anderen Lichtquelle sich nicht ändert. Es
muß also genau in dem Augenblick, in dem die eine Licht-
quelle von einem Teil der Selenoberfläche verschwindet, die
andere Lichtquelle auf diese Selenfläche einzuwirken beginnen.
Auf die Erfüllung dieser Forderung hat insbesondere Jaeni-
chen bei dem oben angeführten Selenphotometer das größte
Gewicht gelegt, weshalb er auch bei seinen Messungen große
Genauigkeit erzielen konnte. Der Wechsel der Belichtung
erfolgte bei den einzelnen Anordnungen verschieden rasch
imd betrug im Durchschnitt ca. 10 Sekunden.
Was die elektrische Schaltung betrifft, so empfiehlt es
sich nicht, Stromquelle, Selenzelle und Galvanometer hinter
einander zu schalten, da die durch die Belichtung hervorge-
rufenen Stromschwankungen nicht stark genug zum Ausdruck
kommen, wexm der Gesamtstrom durch den Meßapparat
15
I
- 244 —
fließt. Verwendet man dagegen eine Schaltung, bei der (las
Galvanometer nur von dem durch das Licht hervorgerufenen
Strom durchflössen wird, so kann die Empfindlichkeit des
Galvanometers viel mehr ausgenUtart und die geringste Licht-
differenz noch festgestellt werden. In manchen Fällen wird
es sich empfehlen, einen Stromkreis aus Stromquelle, Selen-i
zelle und Transformator zu bilden und in den sekundären
Stromkreis einen empfindlichen Meßapparat zu legen. Jede
bei Belichtungsänderung der Selenzelle auftretende Strom-
schwankung ruft in » dem sekundären Stromkreis einen In-
duktionsstrom hervor, der vom Meßinstrument angezeigt wird.
Die Empfindlichkeit des Instrumentes kann beliebig ausge-
nützt werden. Ausführlichere Mittei ungen über Schaltungen
an Selehphotometem finden sich in einem Aufsatz von Presser
„Neuere Fortschritte auf dem Gebiete der Selenphotometrie**
(Schweizerische Elektrotechnische Zeitschrift 1909 S. 396).
Zum Schlüsse sei noch auf die sehr interessante Disser-
tation von Jaenichen „Lichtmessungen mit Selen" (Zeitschrifli
für Feinmechanik, Berlin-Nikölassee 1914) verwiesen.
Die Photometrie bei astronomischen Beobachtungen wird
im folgenden Abschnitt behandelt.
Literaturzusammenstellung über Lichtmessung mit Selen.
Siemens (22)
Rolle (20)
Giltey (58)
Vldal (74)
Morize (87)
Minchin (126)
PoUakoff (143)
Nisco (214)
Moneech (231)
Wulf u. Lucae (236)
Albrecht (237)
Bumb (241)
Hoecken (245)
Ruhmer (257)
Torda (260)
Buckney u.Jonee (271)
Haub (274)
Kleinberg k Co^
M. Schlechter (275)
Preseer (288)
Sehrott (290)
Stebbins u. Brown (268)
Albrecht (269)
Pretser (339)
Tlmar (366, 386)
Gesellschaft fQr elektro-
technische Industrie (376)
Uppenborn-Monasch (410)
Pfund (404)
Pournier d' Albe (419)
Jaenichen (441)
Grann (464, 465).
^ 246 —
m. Die Selenzelle imDienste der Astronomie.
Bei astronomischen Beobachtungen hat die Selenzelle
schon wiederholt die besten Dienste geleistet. So kann sie
mit gutem Erfolge zur Feststellung des Verlaufes einer Mond-
und Sonnenfinsternis Verwendung finden. Stellt man näm-
lich die Leitfähigkeitsänderungen des Selens während einer
Finsternis graphisch dar, so geben die Kurven Aufschluß
über den Verlauf der Erscheinung. Der Hauptvorarug der
Methode liegt darin, daß die Zeit des Eintrittes irgend eines
Ereignisses auf mehr als ^/^qo Sekunde genau bestimmt wer-
den kann. Denn die Selenzelle reagiert auf jede Lichtände-
rung in weniger als ^/looo ^^^* ^^^^ ^^ damit verbundenes
Fadengalvanometer vermag eine eingetretene Stromänderung
in weniger als ^/^qo ^^^* anzuzeigen. Sorgt man nun dafür,
daß die Ablenkung des Fadengalvanometers auf optischem
Wege aufgezeichnet wird, so hat man den Eintritt des Er-
eignisses auf mehr als Vioo ^^^- genau bestimmt. Daher läßt
sich diese Methode z. B. sehr gut dazu verwenden, den An-
fang und das Ende der Totalität bei einer Sonnenfinsternis
genau festzulegen; die genaue Zeitbestimmung der Kontakte
aber ist für die Ermittlung der Konstanten der Mondbahn von
großer Bedeutung für die Astronomie. Gleichzeitig ist es
möglich, sämtliche Protuberanzen und die schnell yorüber-
eilenden Schatten, welche den Eintritt und das Ende der
Totalität begleiten, nach Zeit, Zahl und Dauer genau zu be-
stimmen. Ein weiterer Vorzug der Methode liegt darin, daß
sie auch bei bedecktem Himmel noch Resultate gibt, wenn
alle anderen Methoden vollständig versagen.
3fio
Zfio
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2.20
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Fig. 174.
8
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- 246 ^
Fig. 174 veranschaulicht die Änderungen der Leitfähigkeit
bezw. Stromstärke, wie sie Ruhmer (218) mittels einer Selen-
zelle w^rend der fast totalen Mondfinsternis am 11. auf
12. April 1903 erhielt. In horizontaler Richtung ist die Zeit,
senkrecht dazu die Änderung der Stromstärke aufgetragen.
Die Veränderung der Lichtstärke während d^r Finsternis ist
aus der Kurve nicht direkt zu entnehmen, da sich die Leit-
fähigkeit des Selens nicht proportional mit der Lichtstärke
ändert. Der rechte Ast der Kurve erreicht nicht mehr die
Höhe des linken ; liier ist zweifellos die Trägheit des Selens
beteiligt. Ruhmer hat offenbar die Zelle während des ganzen
Versuches fortdauernd belichtet, so daß sich allmählich diei
Nachwirkung des Lichtes bemerkbar machen muß. Es hätte
sich wohl empfohlen noch eine zweite Selenzelle aufzustel-
len, die nur in bestimmten Zeitintervallen und auch da immer
nur wenige Sekunden dem Mondlicht ausgesetzt gewesen
wäre. Diese zweite Zelle wäre dann von Trägheitserschei-
nungen nahezu frei gewesen und hätte sicheren AufschlViß
über die Lichtstärke geben können.
Besonders interessante Versuche haben Wulf und Lucas
(236) bei der totalen Sonnenfinsternis am 30. August 1905 zu
Tortosa an der Ostküste von Spanien angestellt. Die Beob-
achtung erstreckte sich auf den ganzen Tag von 4 Uhr mor-
gens bis i/s? Uhr abends. Dabei war die Stellung der Selen-
zelle stets derart, daß die Sonnenstrahlen senkrecht auf die
Zelle fielen. Die Belichtung der Zelle dauerte immer nur
eine Minute, danzi wui^de die Stromstärke abgelesen und
wieder verdunkelt. Fig. 175 enthält eine graphische Diar-|
Stellung der Resultate. Die obere Kurve gibt die Leit-
fähigkeit des belichteten, die untere diejenige des un-
belichteten Selens ah. Die Leitfähigkeit nimmt mit Son-
nenaufgang (ca. 1/26 Uhr) rasch zu, um dann gleichmäßig
bis 12 Uhr zu steigen, wo die Finsternis beginnt. Gleich
mit dem ersten äußeren Kontakt begann die Abnahme Üer
Leitfähigkeit, die bis zur vollkommenen Totalität gleichmäßig
fortdauerte. Die Ecken in dem abfallenden Kiurventeii finden
ihre Erklärung in dem Umstand, daß einige Wolken die
Sonne verhüllten. Die vollkommene Totalität war um 1 h IS*
erreicht. Die zweite Hälfte der Finsternis fiel zusammen mit
einer langsamen Aufklärung des Himmels; daraus und aus
der Nachwirkung der Selenzelle erklärt sich, daß der letzte
Kontakt aus der Kurve nicht zu erkennen ist, dieselbe vielmehr
noch etwas ansteigt. Das rapide Sinken der Leitfähigkeit
nach 4 Uhr ist durch starke Wolkenbildung verursacht, wäh-
rend gegen 6 Uhr wieder Aufklärung des Himmels eintrat.
Der Sonnenuntergang erfolgte um 6 h 23'. Aus der unteren
Kurve ersieht man, daß die Zelle vor jeder folgenden Be-
lichtung den Dunkelwert noch nicht vollkommen erreicht
— 247 —
— 248 —
hatte. Die gestrichelte Linie an der oberen Kurve stellt die
Leitfähigkeit eines zweiten Versuches an einem klaren Tag
desselben Ortes dar. Man sieht, daß die Abnahme der Licht-
intensität schon um 1 Uhr einsetzt. Die Leitfähigkeitswerte
für den Nachmittag dürften infolge der Trägheit des Selens
ein wenig zu groß sein.
Da der Verlauf der Erscheinung in der Nähe und wäh-
rend der Totalität besonderes Interesse bietet, wurde während
dieser Zeit die Selenzelle beständig dem Lichte ausgesetzt.
Fig. 176 zeigt die beobachteten Veränderungen der Strom-
stärke für diesen Abschnitt. Die Kurve fällt bis zum Eintritt
der Totalität fast gleichmäßig ab und verläuft während der
vollkommenen Totalität nahezu horizontal, um dann «wieder
rasch anzusteigen. Aus der kleinen Neigung der Kiuve wäh-
rend der Totalität ersieht man den Einfluß der Trägheit der
Selenzelle, die erst allmählich das Minimum des Widerstandes
annimmt. Der gestrichelte Kurventeil ist extrapolieit, da leider
genau am Ende der Totalität keine Messung stattfand.
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Fig. 178.
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Die Anordnung, welche die genaue Zeit der Lichteinwir-
kung aufzuzeichnen ermöglichte, wird im folgenden Ab-
schnitt behandelt werden.
Bei direkter Beleuchtung 'einer Selenzelle mit dem
Lichte der Venus kann man Ströme von der Ordnung
]0~~' Amp. erhalten. Da wir mit selir feinen Galvanometern
Ströme bis 10— ^*Amp., also noch einen ca. 100000 mal kleine-
ren Strom feststellen können, so ist es nicht ausgeschlossen
mittels der Selenzelle Sterne, die für das unbewaffnete Auge
zu lichtschwach sind, ohne jede optische Hilfe aufzufinden.
Für alle Fälle aber haben wir in der Selen2^11e ein Mittel,
die Lichtstärken von Sternen zu vergleichen und die Schwan-
kungen der Lichtstärke eines Sternes festzustellen. Notwendig
— 249 —
ist dabei natürlich ein äußerst sorgfältiger Schutz der Selen-
zelle vor anderen äußeren Einflttssen. Messungen dieser Art,
wurden wiederholt von Foumier d'Albe (419) angestellt, wäh-
rend der erste Vorschlag zur Verwendung des Selens bei
astronomischen Beobachtungen von Minchin (126) stammt.
IVt Zeitbestimmung auf Tausendstel
einer Sekunde.
Im vorhergehenden Abschnitt wurde bereits auf die hohe
Bedeutung der exakten Zeitbestimmung bei astronomischen
Beobachtungen hingewiesen. Es soU nun im folgenden zuerst
das Verfahren angegeben werden, das WuLF und Lucas (236)
bei Beobachtung einer Sonnenfinsternis angewendet haben.
Die Versuch 8 anordnung ist aus Pig. 177 ersichtlich. Cr ist
ein hochempfindlicher Film, der gleichmäßig an einem hori-
zontalen Spalt vorbeibewegt wird, C eine Zylioderlinse, Q
ein Quarzfaden, T ein Stahlmagnet, A eine Acetylenflamme
und M ein Mikroslcop. Der Magnet T und der Quarzfaden |Q
bilden die wesentlichsten Bestandteile eines Fadengalvano-
meters, das in der Brücke einer Wheatstoneschen Brücken-
schaltung liegt. In einen der 4 Zweige der Brückenschaltung
legt man eine Selenzelle und regelt die anderen Widerstände
derartig, daß das Galvanometer stromlos ist, solange die Zelle
unbeeinhußt bleibt. Fällt nun ein Lichtschein auf die Selen-
zelle, so wird der Quarzfaden abgelenkt u:id von dessen mitt-
lerem FadenstUck Q minels der Flamme A, des Mikroskops
M und der Linse C ein Bild auf dem bewegten Film erzeugt,
so daß die Galvano metersch wankungen bezw. die durch das
— 260 —
Licht hervorgerufenen Stromändeningen auf 4em FUm sicht-
bar werden. Unmittelbar vor dem Film befindet sich noch
eine Millimeterskala auf Glas, durch die auf dem Film der
ganzen Länge nach parallele Linien gezeichnet wer-
den. Die Geschwindigkeit des Films läßt sich so regeln,
daß die durch den Spalt belichtete Linie in einem beliebigen
Bruchteil einer Sekunde wechselt.
Um die genaue Zeit, in der jede einzelne Stromänderung
erfolgte, aus dem Film bezw. der Lichtkurve entnehmen zu
können, befestigt man hinter der Pendelstange eines Sektin-
denpendels einen kleinen Hohlspiegel H. Auf der Pendel-
stange selbst sitzt ein ca. 4 cm langes und breites schwarzes
Blech B. Das Licht der Flanmie A fällt afif den Spiegel H
imd wird iä einem Brennpimkt gesammelt. Flamme und
Spiegel werden so angeordniet, daß der Brennpunkt gerade
von dem kleinen Schirm B auf der Pendelstange durch-
schnitten wird. Dies tritt immer dann ein, wenn das Pendel
seine tiefste Lage einnimmt. Von dem entstehenden Licht-
kegel wird dann mittels einer weiteren Linse auf dem Film
eine Linie erzeugt, die aber nach jeder Sekunde scharf ab-
geschnitten eine Sektmde aussetzt (Fig. 178), wenn nämlich
der Schirm auf dem Pendel * den Lichtkegel abblendet«
Damit ist die Zeit genau aufgezeichnet, da die Mitte des
dunklen Striches auf dem Film genau dem einen Umkehr-
punkt des Pendels, die Mitte des hellen Zwischenraumes
dem anderen Umkehi^unikt entspricht. Durchschneidet man
mit der Hand einmal den Lichtkegel und notiert sich diese
Zeit genau, so ermöglicht die auf dem Film entstehende Marke
die genaue Bestimmung der Sekunde. Bei astronomischen
Untersuchungen ist es nötig, daß das Sekundenpendel mit der
astronomischen Uhr eines Observatoriums gleichen Gang hat,
was auf telephonischem Weg kontrolliert werden kann.
Dieses Verfahren bietet uns die Möglichkeit, den Moment
des Eintrittes eines Ereignisses auf Tausendstel Sekunden
genau festzulegen. In allen Fällen, in denen eine exakte oder
in jsehr kurzen Zeitintervallen nötige Zeitregistrierung erfor-
derlich ist, verspricht das Verfahren den besten Erfolg.
Die Genauigkeit, mit der die ganze Einrichtung arbeitet,
ergibt sich aus folgendem interessanten Versuch. Wulf und
Lucas sammelten ein von einem Heliostaten reflektiertes
Bündel Sonnenlicht dxirch eine Linse in einem Brennpunkt
von ca. 2 Millimeter Durchmesser. Von hier wurde das
divergente Strahlenbündel zum Teil auf die Selenzelle, zum
Teil niittels geeigneter Spiegel auf die Zylinderlinse geworfen,
so daß es auf dem bewegten Film eine dunkle Linie erzeugte.
Hält man bei dieser Anordnung in den Brennpunkt des Son-
nenlichtes schnell einen Schirm, so bezeichnet das Ende
der Lichtlinie genau jene Stelle des Films, die gerade in diesem
— 261 —
Augenblick exponiert war. Durch diese Bewegung wird aber
auch das ganze Licht plötzlich von der Selenzelle abgehalten
und das Galvanometer abgelenkt. Wenn nun der Vorgang
an irgend einer Stelle, sei es in der Selenzelle^ sei es im
Galvanometer, eine Verzögerung erfährt, so muß die Ab-
lenkung des Galvanometers, die man durch Projektion
mittels der A'zetylenflanmie erhält, hinter dem Ende der
Lichtlinie auf dem Film woa. so viel verschoben sein, als
sich der Film in der Zwischenzeit voranbewegt hat. Eine
Betrachtung der Fig. 178 bestätigt, daß diese Methode in
hohem Grade geeignet ist, den Momient der Lichteinwirkung
genau festzulegen. Denn bei der angewendeten Geschwindig-
keit des Films von 12 mm pro, Sekunde käme z. B. auf 0,1
Sekunde 1,2 mm Verschiebimg. Daß eine solche auch nicht
■^MM^M mim^a^^m mmm^-^mm ■vmm^im ^^^^hi^ m^i^^m^ i^m^bmmm BH^^HBiaMi
^^i^B^i^ ^H^^i^^ iwMH^B^BH ^^Bs^^MH wmK^i^i^mm b^^^h^ m^^mmmmm ■hbhhi^m
^HiV^MMH h^^^MMB ta^BMHH^MB aM^^H^MM mm^m^mm^ ^^ß^0^0 m^^^^^h ^■^■^^^m
kMitai^HW« m^mm^ami mm^mmm^ vh^^h^ hh^hhmh i^bm^^^ i^^^mmm nSHMH^Bfl
i
1 S l*^
r\g, im
annähernd vorliegt, zeigt ein Blick auf die Figur. Die Stellen
links auf der Figur sind zuerst exponiert, so daß die linken
Enden der dunklen Linien die Momente bezeichnen, wo das
Licht auf das Selen einzuwirken begann. Die Kurve veran-
schaulicht die Widerstandsänderungen der Selenzelle bei Be-
lichtung und Verdiuikelung. Man sieht auch hier wieder,
was wir schon früher festgestellt haben, daß der Widerstand
bei Belichtung viel rascher abnimmt als er bei Verdunkelung
auf den ursprünglichen Wert zurückgeht.
Verschiedentlich wurde die Selenzelle zur Herstellung
eines Sekundenkontaktes bei Pendeluhren ver-
wendet. Die ]£inrichtung einer elektrischen Pendeluhr besteht
im allgemeinen dArin, daß das Pendel in einer bestimmten
Lage einen Kontakt schließt; dadurch wird für einen Augen-
blick ein elektrischer Strom eingeschaltet, der durch Erregung
eines Elektromagnets eine abstoßende oder anziehende Wir-
kung auf das Pendel ausübt und dadtu^ch die Pendelschwin-
— 262 -
gungen unterhält. Da nun beim Anschluß) von Nebenuhren
durch die Schließung des Kontaktes der Gang der Hauptuhr
(Normaluhr) mehr oder minder beeinflußt wird, suchte Cour-
voisier (226) sur Erreichttn^r idealer, von äußeren Störungen
freier Pendelschwingungen einen rein optischen Sekunden-
kontakt herzustellen. Zu diesem Zwecke brachte er tief unten
am Pendel der Uhr parallel zur Schwingungsebene einen
kleinen Spiegel an, der im Moment des Pendeldurchganges
durch die Ruhelage das Licht einer Lampe gegen eine Selen-
zelle reflektierte, die ihrerseits mittels eines Relais die ge-
wünschten Apparate betätigte.
Fig. 179 veranschaulicht die Schaltung, wie sie Schiesser
(318) zu seiner elektrischen Pendeluhr benutzte. Die Spule
Sp enthält einen Eisenkern, der bei Stromdurchgang auf eine
(in der Figur nicht gezeichnete) Vorrichtung einwirkt und da-
durch die Pendelschwingungen unterhält. Die Pendelscheibe
enthält 2 Offnungen O^ O2, die um den Ausschlagswinkel des
Pendels von einander abstehen; bei ihren Schwingungen, die
die Pendelscheibe zwischen 2 gegenüberliegenden Offnimgen
vollführt, läßt sie in ihrer äußersten Links- oder Rechts-
stellung durch O^ bezw. O2 Licht auf eine Selenzelle S^
durchfallen und zwar wird das durchgehende Licht durch eine
Linse auf die im Dxmkeln liegende Zelle konz^itriert. Da-
durch wird das Relais R^ betätigt, welches den Strom für die
Antriebsspule Sp sowie für die Nebenuhren schließt. Ober
der Zelle S^ befindet sich eine zweite Selenzelle S29 die nicht
im Dunkelraum liegt und mit dem Relais R3 in Verbindung
steht. Sobald nämlich das natürliche Licht nachläßt, steigt
der Widerstand von S2 an, so daß der Anker des Relais Rg
abfällt und durch Kontaktschluß die Lampe G sich entzündet.
Femer ist noch eine Vorrichtung angebracht, die beim Er-
löschen von G automatisch eine 2. Lampe entzündet und
außerdem ein Signal gibt zum Zeichen, daß die Lampe G
ersetzt werden muß. Wir sehen also in diesem Apparat, der
tatsächlich ausgeführt wurde und sich im. Betrieb bewährte,
mehrere Selenapparate vereinigt.
— MS —
I I ■
— J84 —
V. Optische Zählvorrichtung; Ersatz
der Briefmarke.
Wir haben im vorhergehenden Kapitel die Verwendbar-
keit der Selenzelle zur genauen Zeitbestimmung bezw. zur
Zählung von Sekunden beschrieben, es soll nun ihre Aus-
nützung zum Zählen von Gegenständen und Materialien der
verschiedensten Art behandelt werden. Die große Bedeutung
einer optischen Zählvorrichtung ist ohne weiteres klar; hat
doch eine Zählung auf optischem Wege vor jeder anderen
den großen Vorzug, daß sie ohne Berührung des zu zählen-
den Gegenstandes und ohne jede Reibung vor sich geht.
Vorerst will ich an einige Vprrichtungen erinnern, die
bereits auf die Möglichkeit des Zählens mittels einer Selen-
zelle hinweisen. Belichtet man durch die Offnungen der in
rascher Umdrehung befindlichen Scheibe des photophoni-
sehen Rades (S. 75) eine Selenzelle, die mit einem Telephon
und einer Stromquelle verbunden ist, so entstehen in der
intermittierend belichteten Zelle Stromschwankungen und man
hört in dem Telephon einen Ton, dessen Höhe von Uer Zahl
der Offnimgen abhängt, die pro Sekunde an der Zelle vorbei-
gehen. Umgekehrt kann man aus der Tonhöhe auf die An-
zahl der Belichtungen und auf die Zahl der Umdrehungen des
Rades pro Sekunde* schließen. Ferner verweise ich auf
einen eigentlich für Blinde (S. 308) bestimmten Apparat,
der IQ) wesentlichen aus einer Selenzelle, einer Stromquelle,
einem Telephon und einem Unterbrecher besteht. Sämtliche
Apparate liegen in einem Stromkreis, der durch den Unter-
brecher ca. 10 mal in der Sekunde unterbrochen wird. So-
lange die Selenzelle gegen eine konstante Lichtquelle gerich-
tet ist, hört man in dem Telephon einen Ton von bestimmter
Höhe. Gleitet aber ein Körper vor der Zelle vorbei, so daß
diese beschattet 'wird, so tritt eine momentane Tonänderung
ein. Die Anzahl der Toiübiderungen gibt die Zahl der vor-
übergegangenen Körper an.
Ich Will nun eine von mir (497) ersonnene Zähl-
maschine beschreiben, deren Einrichtung aus Fig. 180 zu
ersehen ist. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin,
daß man die zu zählenden Körper zwischen einer Lichtquelle
imd einer Selenzelle hindurchgleiten und die dabei entstehen-
den Stromstöße auf ein Zählwerk einwirken läßt. Beim
Hindurchgleiten der Körper zwischen Lichtquelle und Zelle
wird letztere abwechselnd belichtet und beschattet. Man
kann nim die Einrichtung 90 treffen, daß man entweder die
Stromschwächung bei einer Beschattimg; oder die Stromver-
— 266 —
bei LichtTutritt cur Arbeitsleistung bezw. Zählung
ausnützt.
In der Zeichnung bedeutet Z^Z^ ein Selenzellenpaar, Wj^
und Wj. sind feste Widerstämde, K ist ein Kurbelwiderstand.
In der Brücke liegt ein Umschalter U, der gestattet, den
Brückenstrom entweder über* das Relais R1R2 oder über das
strommessende Kontrollinstrument J und den Zusatzwider-
stand W zu leiten. Die Summe der Widerstände von J und
W ist gleich demjenigen des Relais. Während des Betriebes
wird der Strom über das Relais geleitet.
Fig. I8OL
Ihirch entsprechende Einstellung des KurbelWiderstandes'SC
erreicht man es leicht, daß das Relais R^ R2 stromlos ist, solange
das Licht einer konstanten Lichtquelle direikt auf das Zellen-
paar Z^Z2 fällt. Gleitet nun zwischen Lichtquelle und Zellen-
system ein Körper hindurch, so geht ein Strom durch das
Relais. Dieses schließt mittels der Zunge A einen zweiten
Stromkreis, der aus einer Stromquelle £2 und dem Zähl-
werk N besteht, und betätigt dadurch das Zählwerk. R^R2A
ist ein polarisiertes Relais bekannter Art (S. 229). Die
Spulen R^ und R2 sitzen auf 2 gleichnamigen Polstücken,
— 366 —
«wischen denen die mit dem entgegengesetzten Pol in Ver-
bindung stehende Zunge A spielt. In den Polstücken von
R^ und R2 befindet sich isoliert je ein durch Schrauben ver-
stellbarer Stift. Der im Polstttck Rg befindliche Stift ist mit
dem Zählwerk N leitend verbunden. Geht kein Strom durch
das Relais, so steht die Zunge A an dem Stift von R^ an, was
durch eine leichte Feder oder sonstige Mittel leicht erreicht
wird. Geht aber ein Strom durch die Brücke, so wird A
vom Pole R« angezogen, berührt den Stift von R2 und schließt
den 2. Stromkreis. Ist der an dem Zellensystem vorbeiglei-
tende Körper so weit vorgerückt, daß das Selen 'wieder Licht
erhält, so wird die Brücke mit dem Relais wieder stromlos
und 'der 2. Stromkreis unterbrochen. Das Dazwischentreten
des nächsten Körpers zwischen Lichtquelle und Zellensystem
betätigt wieder das Relais und somit das Zählwerk usw. Um
die Funkenbildung bei A nach Möglichkeit herabzudrücken
ist noch ein Kondensator C angebracht.
Durch Drehen der Kurbel K kann man es auch leicht
erreichen, daß das Relais stromlos ist, wenn das Zellensystem
im Dunkeln liegt. Es wird dann durch die zwischen zwei auf-
einander folgenden Körpern befindliche Öffnung das Selen^
Zellensystem belichtet und dadurch das Relais bezw. das
Zählwerk betätigt. Es ist nur die Anbringung eines Um-
schalters bei RxR2 nötig.
Die Anwendung eines Zellensystems an Stelle einer
Einzelzelle hat den Wert, daß der Effekt wesentlich verstärkt
und der Strom möglichst konstant gehalten wird. Gerade
letzteres ist von ganz besonderer Bedeutung. Diesem Um-
stand trägt auch die Anbringung des Kontrollinstrumentes J
Rechnung. Man schaltet vor Inbetriebnahme des Apparates
mittels des Umschalters U das Kontrollinstrument ein. Ein
Blick auf dieses vergewissert, ob der Apparat richtig geht.
Steht das Kontrollinstrument nicht auf Null, so genügt ein
Druck auf K zur Regulierung des Brückenstromes. Während
also das Zellensystem Z^Z2 selbsttätig ausgleichend wirkt,
gestattet das Kurbelinstrument K durch eine kleine Drehung
jederzeit die genaueste Regulierung, falls die Kontrolle mit J
die Notwendigkeit dazu ergeben sollte. Diese Vereinigung
von Zellensystem, Regulierwiderstand und Kontrollinstrument
liefert einen betriebssicheren Apparat.
Selbstverständlich sind ni&ht zwei verschiedene Strom-
quellen Ej und E2 nötig, es kann der zum Betrieb des ganzen
Zählapparates notwendige Strom durch entsprechende Re-
gulieranschlüsse einer einzigen Leitung entnommen werden.
Da die Lichtstärke bei diesem Apparat beliebig groß ge-
macht werden kamn, stehen verhältnismäßig kräftige Ströme
zur Betätigung des Relais zur Verfügung. Diu'ch die Licht-
— 257 -
nachwirkung wird sich der Relaisstrom bei längerem Betrieb
zwar etwas verschieben. Da aber die Trägheit des Selens
bekaimtlich schon nach wenigen Belichtungen einen kon-
stanten Wert annimmt, so ließe sich diesem Umstand dadurch
Rechnung tragen, daß man von Anfang an mittels des Re-
g^lierwiderstandes den Brückenstrom derartig regelt, daß die
Brücke während des Betriebes tatsächlich nach jeder Belich-
tung bezw. Beschattung stromlos würde. Es ist dies aber
dturchaus nicjit nötig, da der durch die Trägheit hervorge-
rufene Brückenstrom gegenüber dem (zur Betätigung des
Zählwerkes verwendeten) Arbeitsstrom sehr gering ist und,
da er zur Betätigung des Relais bei weitem nicht ausreicht,
keinerlei Störung verursachen kann.
Je naoh der Art der zu zählenden Gegenstände wird die
Vorrichtung, mittels der die einzelnen Körper vor dem Zellen-
system vorbeigeführt werden, wohl eine etwas verschiedene
Form erhalten müssen. Besonder^ interessieren dürfte der
sicherlich sehr praktische und leicht ausführbare Vorschlag,
die Maschine !zum Zählen von Briefen zu verwenden.
Es soll im folgenden gezeigt werden, daß durch die sehr
leicht durchführbare Vereinigung der beschriebenen Zähl-
maschine mit der bei der K. Bayerischen Post eingeführten
Prankostempelmaschine die Briefmarke für Massenablieferun«
gen entbehrlich wird und daß der Apparat bei absoluter Be-
triebssicherheit eine genaue Kontroller der Zahl der Briefe
ermöglicht.
Die bayerische Postverwaltung hat am 1. Februar 1910
versuchsweise für Massenabllef erung mit der Beförderung von
Postsendungen ohne Briefmarken begonnen und zwar zu-
nächst in München und Nürnberg. Die mit diesem Ver-
fahren gemachten guten Erfahrungen veranlaßten die bayer.
Postverwaltung, alsbald auch in Augsburg, Bamberg, Lud-
wigshafen, Regensburg und Würzburg derartige Maschinen
aufzustellen. Die Einrichtung der Prankostempelmaschine hat
nur den einen wesentlichen Nachteil, daß die Feststellung
der Stückzahl der Sendungen auf Grund von Gewichtsermitt-
lungen erfolgen muß. Daher dürfen die zu einer Auflieferung
gehörigen Sendungen nur eine Gattimg, also nur Briefe oder
Karten oder Drucksachen oder Geschäftspapiere umfassen
und müssen bezüglich Inhalt und Verpackung übereinstim-
men, damit sie alle das gleiche Gewicht haben. Die Ermitt-
lung der Stückzahl erfolgt in der Weise, daß das Gewicht von
z. B. 20 Einzelsendungen festgestellt, das Gesamtgewicht der
Sendung durch jene Gewichts'zahl dividiert und das gefundene
Resultat in imserem Falle mit 20 multipliziert wird. Bei einer
derartigen Feststellung der Stückzahl sind natürlich Täuschun-
gen nicht ausgeschlossen. Es wäre denkbar, daß die Ab-
lieferung nicht durchweg aus gleichschweren Stücken be-
— 258 —
Stände; wären dann z. B. die 20 Einzelsendungen, deren
Gewicht festgestellt wird, schwerer als ein Teil der übrigen
Sendung, so würde die Wägung eine zu niedrige Stückzahl er-
geben und die Postverwaltung würde geschädigt. Diese Tat-
sache dürfte wohl die Reichspost seiner Zeit zu ihrem großen
Widerstand gegen die Einführung der Prankostempelmaschine
veranlaßt haben. Es kann hier auf eine genaue Beschreibung
der Frankiermaschine verzichtet werden, da sich deren Ein-
richtung bei Vereinigung mit der oben beschrvsbenen Zähl-
maschine wesentlich vereinfacht. Nur das sei noch erwähnt,
daß der erste Vorschlag zum Bau von Frankostempelmaschi-
nen offenbar von dem bayerischen Betriebsingenieur Joseph
Baumann ausging, der auch mehrere Patente auf derartige
Apparate besitzt.
Welcher Beliebtheit sich die Barfrankierung erfreute,
ergibt sich daraus, daß bereits im ersten Jahre beim Postamt
München mehr als 10 Millionen, im Jahre 1913 mehr als
15 Millionen Postsendungen den Prankostempel erhielten. Es
sei hier auf eine Schilderung des Vizepostdirektors Maaß
im Berliner „Tag" vom 25. April 1912 hingewiesen, in der
es u. a. heißt:
„Allein bei dem Postamt 2 München sind in den ersten
Jahren seit Einführung der Neuerung mehr als 10 Millio-
nen Sendungen eingeliefert worden, für die 371500 Mk.
an Franko bar entrichtet worden sind. Wie durch Nachfrage
in mehreren großen Betrieben festgestellt ist, in denen dauernd
bestimmtes Personal nur niit der Frankierung von Postsen-
dungen beschäftigt, also darin geübt ist, nimmt das Bekleben
von 1000 Sendimgen mit Marken eine Kraft 1,5 Stunden in
Anspruch; es können also von einer Person an einem Tage
zu neun Arbeitsstunden 6000 Sendungen frankiert werden,
oder in einem Jahre zu 300 Arbeitstagen 1,8 Millionen. Um
die in einem Jahre beim Postamt 2 in München zur Bar-
frankierung eingelieferten Sendungen mit Marken zu bekle-
ben, hätten demnach 6 Kräfte ein Jahr hindurch beschäftigt
sein müssen!'^
Die Vorteile der Barfrankierung würden aber nicht nur
dem Publikum zugute kommen, sondern auch der Postver-
waltung, wie folgende Berechnung zeigt. Zur Frankierung der
zehn Millionen Sendungen hätten 100000 Bogen Freimarken
verwendet werden müssen. Nimmt man die gesamten Her-
stellungskosten eines Bogens Freimarken nur mit 3 Pfennig
an, ein zweifellos nicht zu hoch gegriffener Betrag, ^o hätte
die Herstellung dieser 100000 Bogen 3000 Mark gekostet.
Bei Einführung der Barfrankierung würde es sich aber z. B.
in Berlin etwa um die dreifache Zahl von Sendungen handeln
und xmi eine entsprechende Ersparnis, obwohl noch gar nicht
die Zeit und Arbeit berechnet ist, die dadurch erspart wird.
— 269 —
daß die Versendung der Postwertzeichen, die Verwaltung und
der Verkauf an das Publikum erheblich eingeschräakt würde.
Schließlich sei noch auf die Broschüre von Alfred Manes
«»Ersatz der Briefmarken durch Frankiermaschinen'^ heraus-
gegeben vom Hansabund für Gewerbe, Handel und Industrie,
Berlin 1914, hingewiesen, in der die wesentlichen Vorzüge
dieser postalischen Reform eingehend gewürdigt werden.
Da "die Verbindung der Zählmaschine jnit der Franko-
atempelmaschine den wesentlichsten Fehler der letztem be-
seitigt, wäre es im Interesse aller Postverwaltungen gelegen,
wenn sie diesem einfachen Projekte baldigst näher treten
wollten. Die Frankostempelmaschine mit auto-
matischem Zählwerk würde ungefähr folgende Ein-
richtung erhalten:
Die Postsendungen werden einzeln hinter einander in
mehr oder mipder großen Abständen auf Bändern befördert
und passieren sowohl die Stempelmaschine, wo sie den übli-
chen Aufdruck (Fig. ^181) erhalten, als auch die Zählmaschine
d. h. den Raum zwischen Zellensystem und Lichtquelle. Die
Reihenfolge, in der die 2 Einrichtungen durchlaufen werden,
kann beliebig sein; es können aber auch beide Einrichtungen
m einandei' liegen und so miteinander verbünde^ sein, daß
beide nur gleichzeitig wirken können.
Muster der bayerischen Frankol^tempel-Abdrucke.
/ 3Pf. \
FRANKO
^ BEZAHLT '
— \
y^
/ 3 Pf. \
FRANKO
^ BEZAHLT '
N^
/
\
5 Pf.
FRANKO
BEZAHLT
\
/
FRANKO
^ BEZAHLT '
\
/-
Fig. 181.
Versuche mit der Zählmaschine führten zu einem aus-
itezeichneten Resultat; es gelang in der Sekunde etwa 16
und an der Minute annähernd 1000 Gegenstände zu zählen«
So dtkrfte denn die Frankostempelmaschine, die mit der opti^
I7»
— 260 — ,
sehen Zählvorrichtung ausgerüstet ist, den Postverwaltungen
wesentliche Vorteile und eine Vereinfachung des Betriebes
bringen.
VL Die Selenzelle
im Dienste der Photographie. '
Bekanntlich bereitet die Abschätzung der Belichtungszeit
beim Photographieren dem Anfänger große Schwierigkeiten,
da die Belichtungsdauer mit den Lichtverhältaissen wechselt.
Die anfänglichen Mißerfolge bei photographischen Versuchen
sind wohl größtenteils auf die unrichtige Bemessung der
Belichtungszeit zurückzuführen. Man suchte daher nach
einer Vorrichtung, die selbsttätig die Belichtung regelt und
dem Photographen die Arbeit bedeutend erleichtert. Natürlich
sollte die Selenzelle diese Aufgabe lösen.
Derartige Versuche hat zuerst Poliakoff (143) angestellt
mit Hilfe der in Fig. 182 abgebildeten Anordnung. S ist ein
Schieber, P die photographische Platte, Z die Selenzelle.
Offnet man den Schieber, so wird die lichtempfindliche
Schicht allmählich geschwärzt, während gleichzeitig die da-
hinter befindliche Selenzelle immer weniger Licht erhält;
dadurch nimmt der durch die Zelle gehende Strom der Bat-
terie B allmählich ab und der Elektromagnet £ läßt einen
Anker fallen, durch den der Objektivverschluß betätigt wird.
Fig. 182.
Hoecken (245) suchte das Problem in der Weise zu lösen,
daß er vor der Selenzelle ein Objektiv anbrachte, das auf die
Zelle das gleiche Bild wirft wie auf die photographische Platte.
Es soll nicht verschwiegen werden, daß eine wirklich
brauchbare Einrichtung dieser Art, ein selbsttätiger Objektiv-
verschluß, zur Zeit noch nicht existiert. Was den Vorschlag
— 261 —
von Hoecken betrifft, so müßte man eine harte Selenzelle
benützen, deren Leitfähigkeit während der Belichtung noch
stark ansteigt. Wir haben oben (S. 104) gesehen, da& bei
Zellen dieser Art wenigstens innerhalb gewisser Grenzen die
Größe der Lichtwirkung von dem Produkte aus Lichtinten-
sität und Belichtungsdauer abhängt und daß es insbesondere
gleichgültig ist, ob wir zur Erreichung eines bestimmten
Effektes schwaches Licht längere Zeit oder stärkeres Licht
entsprechend kürzere Zeit einwirken lassen. Es ist allerdings
fraglich, ob dieses Gesetz auch für eine Belichtungsdauer von
niu: wenigen Sekunden Gültigkeit hat. Angenommen aber
die Selenzelle genügte dieser Bedingung, so käme als weitere
Forderung eine äußerst exakte Einstellung des Relais hinzu,
eine Forderung, die von der Selenzelle infolge ihrer Inkon-
stanz und hohen Empfindlichkeit für äußere Einflüsse wohl
kaum erfüllt werden kann.
VII. Die Messung der Röntgenstrahlen.
Die Bedeutung der Röntgenstrahlen für die Medizin ist
allgemein bekannt. Die Röntgenstrahlen haben sich nicht
bloß für die Diagnose, zur Auffindung von Fremdkörpern
z. B. Nadeln und Splittern im Körper sowie zur Untersuchung
der inneren Organe sehr wertvoll erwiesen, sondern auch
bei der Bekämpfung und Heilung von Krankheiten herrliche
Dienste geleistet. Da jedoch diese Strahlung für der\ mensch-
lichen Körper durchaus nicht ungefährlich ist, bedarf selbst
der Saclikundige eines izuverlässigen Meßinstrumentes zur Kon-
trolle der Röntgenröhre. Die Messung der Röntgenstrahlung
muß eine möglichst genaue Beurteilung des Energiequantums,
das von dem zu beeinflussenden Gebilde absorbiert wird, er-:
möglichen, damit man einen gewünschten biologischen Effekt
jeder Zeit wieder reproduzieren kann. Dabei ist es nötig,
nicht bloß quantitative Messungen an Röntgenstrahlen, son-
dern auch solche qualitativer Art vorzunehmen; nicht bloß
die Strahlenmenge, auch der Charakter des von der Röntgen-
röhre ausgehenden Strahlengemisches muß möglichst genau
bestimmt werden. «
E^ ist nicht möglich, relative Messungen an Röntgen-
strahlen vorzunehmen unter Anwendung von Vergleichslicht-
qüellen wie bei der Photometrie des gewöhnlichen Lichtes,
weil solche Vergleichslichtquellen für Röntgenstrahlen nicht
existieren.^ Die Vergleichslichtquelle müßte doch wohl wieder
eine Röntgenröhre sein; es gelingt aber nicht, eine Normal-
röhre herzustellen, deren Zustand sich nicht ändert and deren
Strahlung von Versuch zu Versuch konstant bleibt. Da die
— 263 —
LeitfShigkeitsfinderungen des Selens, wie sie durch Röntgen-
strahlen hervorgerufen werden, einen ähnlichen Ver-
lauf haben als bei Bestrahlung mit gewöhnlichem Licht, war
es naheliegend, die Selenzelle auch zur Messung der Energie
von Röntgenstrahlen zu benützen.
Flg. IB3
£in einfaches Röntge nphotometer, wie man es früher be-
nutzte, ist in Fig. 183 abgebildet; es besteht aus einer Röntgen-:
röhre, an der seitlich eine Selenzelle befestigt ist ; letztere wiid-
mit einer Stromquelle und einem Meßapparat verbunden. Diese»
Instrumente haben den Anforderungen in keiner Weise ent-
sprochen; erst Pürstenau ist es durch Herstellung einer be-
sonderen Selenzellentype in Verjiindung mit einer geeigne-
ten Apparatur gelungen, weitgehende Ansprüche zu befrie-
digen.
PUrstenau (440, 463) hat richtig erkannt, daß die Grund-
lage für die Konstruktion eines Röntgenstrahlmeßapparates
unbedingt die Schaffung eines eigenen von Trägheits- und
Ermüdungserscheinungen möglichst freien Röntge nstrahl-
zellentypes ist. Die Leitfähigkeit einer Selenzelle steigt ge-
wöhnlich bei Bestrahlung rasch an, um nachher trotz gleich-
— 263 —
bleibender Lichtstärke noch weiter zu steigen oder wieder
absninehmen, wie wir es früher (S. 72) gesehen haben. Erst
nach längerer Zeit nähert sich die Leitfähigkeit während der
Bestrahlung asymptotisch einem annähernd konstanten End-
wert; die Zeit, die bis "zur Einstellung in diesen Gleichge-
wichtszustand vergeht, ist je nach der Lichtüitensität sehr
verschieden. Mit einer derartigen Zelle lassen sich natürlich
Röntgenstrahlmessungen nur in der Weise vornehmen, daß
man mit der Ablesung wartet, bis die Zelle einen möglichst
konstanten Wert angenommen hat. Dies kann 15 bis 20 Minu-
ten Zeit in Anspruch nehmen. Da aber nach einer so langen
Bestrahlung die Zelle nur sehr langsam ihre frühere Leit-
fähigkeit wieder annimmt, könnte eine zweite Messung mit
dem gleichen Instrument wohl erst am nächsten Tage wieder
vorgenommen werden. Fürstenau ist es gelungen, eine für
Röntgenstrahlen besonders empfindliche Selenzelle herzu-
stellen, deren Leitfähigkeit bei Bestrahlung fast momentan
auf einen der Strahlen intensität entsprechenden Wert ansteigt
und diesen Wert einige Zeit hindurch beibehält, um dann ganz
langsam abzufallen (Fig. 141). Da man eine Ablesung lam
Instrument in wenigen Sekunden machen kann, so wird man
stets eine fehlerlose Messung erhalten, wenn man dieselbe
gleich nach Beginn der Bestrahlung vornimmt. Wie wir oben
(S. 184) gesehen haben, dauert die fehlerfreie Ablesezeit um
so länger, je kleiner die Intensität der Strahlung ist. Da
die Zelle nur einige Sekunden der Röntgenstrahlung ausge-
setzt wird, erholt sie sich rasch und kann daher in kurzen
Zwischenräumen zu Messung^en benutzt werden.
Abb. 184 bringt die Außenansicht des Intensi-
meters von Fürstenau. Es besteht aus einem Zeigerinstru-
ment, das nebst einer Wheatstoneschen Brückenanordiiung
in dem großen Kasten sich befindet, und einer Selenzelle, die
durch eine lange Leitungsschnur mit dem Zeigerinstrument
in Verbindung steht und in der rechts gezeichneten Auffange-
dose untergebracht ist. Die Schaltung ist aus Fig. 185 zu er-
sehen. A, B, C sind drei Widerstände, S die Selenzelle imd
E die Trockenbatterie, während das Galvanometer D in der
Brücke liegt. Solange die Selenzelle bezw. die Auffangedose
nicht der Röntgenstrahlung ausgesetzt ist, bleibt die Brücke
stromlos und der Galvanometerzeiger steht auf Null. Bei
der Messung wird die Auffangedose in den Strahlengang
gelegt und zwar in der gleichen Entfernung vom Fokus der
Röntgenröhre wie das Objekt, das man nachher bestrahlen
will. Schaltet man die Röhre ein, so wird der Widerstand
der Selenzelle verringert und der Galvanometerzeiger schlägt
aus.
Das Instrument besitzt eine besondere Vorrichtung zur
Konstanthaltung der Batteriespannung, da mit dem "Nach-
Fl(. 1S4.
lassen der Spannung ein Rückgang des Galvano meterzeigers
verbunden wäre. Zu diesem Zwecke wird nicht die volle
Baneriespannung von 4,7 Volt angelegt, sondern unter Zwi-
schenschaltung eines variablen Widerstandes nur eine Span-
nung von 3,2 Volt benutzt. Aus Abbildung 184 ersieht man,
daß ein Schalter in drei Stellungen „Ein", „Aus" und „Prüfen"
gebracht werden kann. Stellt man den Schalter auf „Ein"
oder ,^us", so wird der Batteriestrom ein- oder ausgeschaltet.
— 266 —
Gibt man dem Schalter aber die Stellung ,,Prüfen", so
stellt sich der Galvanometerzeiger auf den roten Strich P
der Skala ein, wenn die Spannung die richtige ist. Deckt
sich der Zeiger nicht mit dem Prüfstrich, so kann man ihn
durch Drehen des Regulierknopfes bezw. durch Regulierung
des variablen Widerstandes leicht in diese Stellung bringen,
«wodurch die Spannung den vorgeschriebenen Wert annimmt.
Durch Umschalten auf die Stellung „Priifen^' wird nämlich
statt der Selenzelle ein bestimmter Widerstand eingeschaltet,
so daß an den beiden Verzweigungspunkten, mit denen das
Galvanometer in Verbindung ist, eine der Batteriespannung
proportionale Potentialdifferenz entsteht. Ihre Größe wird
durch den Galvanometerausschlag angezeigt. Bringt man nun
durch Drehung am Regulierknopf den Galvanometerausschlag
immer auf die gleiche Größe, so sorgt man dadurch zugleich
für eine konstante Batteriespannung.
Die Messung mit dem Intensimeter von Pürstepau voll-
zieht sich also in folgender Weise. Man bringt den Schalter
in kiie Stellung „Prüfen^' und führt den Galvanometerzeiger,
falls dies nötig sein sollte, durch Drehen am Regtdierknopf
auf den roten Prüfstrich P. Dann gibt man dem Hebel die
Stellung „Ein**, bringt die Auffangedose in die gleiche Ent-
fernung vom Fokus der Röntgenröhre, in der nachher die
Bestrahlung des Körpers vorgenommen werden soll, schaltet
die Röntgenröhre ein und liest ab. Während der Messung
steht der das Galvanometer enthaltende Kasten abseits hinter
einer Schutzwand und ist durch eine Leitung mit der Erde
verbunden, damit eine statische Aufladung des Instrumentes
vermieden wird.
Nun imterscheiden sich die Röntgenstrahlungen bekannt-
lich nicht bloß durch die Strahlenmenge, sondern auch
durch die Strahlenhärte d. h. ihr Durchdringungsver-
mögen. Es kann eine Röhre eine große Menge weicher
Strahlen aussenden, die schon durch eine sehr dünne Metall-
schicht vollständig absorbiert werden, während eine andere
Röhre eine geringere Menge von Strahlen liefert, die
sehr dicke Metallschichten durchsetzen. Aber nicht bloß
in verschiedenen Röhren unterscheiden sich die
Strahlen quantitativ und qualitativ sehr stark, auch in
ein und derselben Röhre besteht die Strahlimg nie-
mals aus lauter gleichartigen (homogenen) Strahlen; jede
Röntgenstrahlung ist vielmehr ein Gemisch aus Strahlen ver-
schiedener Härte. Daher muß bei der Röntgenstrahlmessung
außer der Strahlenmenge auch noch die Strahlenhärte in
Betracht gezogen werden; es muß, wenn nicht die gesamte
auf die Flächeneinheit auftreffende Lichtenergie bestimmt
werden kann, j^ne quantitative und qualitative Messung er-
folgen. Es lieg^ die Annahme nahe, daß die Selenzelle mit
— 266 —
ihrer dünnen Schicht nicht die gesamte einfallende Licht-
menge anzeigt, sondern immer nur den mit der Härte wech-
selnden Tind ohne Härtemessung unbekannten Bruchteil dbs
auffallenden Lichtes, den sie absorbiert. Wir wollen nun
folgende Pestsetzungen machen: '
Die Intensität der Röntgenstrahlung ist die Strah-
lungsenergie, die in der Zeiteinheit auf die Flächeneinheit
aiif trifft.
Die Flächenenergie ist gleich dem Produkt aus
Intensität und Bestrahlungsdauer.
Die Dosis ist gleich derjenigen Energiemenge, die in
einem Körperelement absorbiert wird, dividiert durch das Vo-
lumen dieses Elementes.
Es entsteht nun die Frage : Was kann man mit der Selen-
zelle bezw. dem Intensimeter von Fürstenau messen? Die
Erörterungen über diese in den letzten Jahren Viel behandelte
Frage sind noch nicht abgeschlossen. Es sollen hier die ver-
schiedenen Anschauungen dem wesentlichen Inhalte nach
wiedergegeben werden.
Granu (465) sagt darüber: „Wohl der größte Mangel der
Dosierungsinstrumente besteht darin, daß sie nicht die ganze
einstrahlende Lichtmenge absorbieren und anzeigen, sondern
bloß einen Teil, während ein nicl^t absorbierter Teil den
Meßkörper durchdringt und ungemessen bleibt. Der Nach-
teil wäre klein, wenn von jeder Härte der gleiche Teil ver-
messen würde, er wechselt jedoch mit der Härte. Da wir
nun weder Strahlen von gleicher Härte (homogene) erzeugen
können, noch ein Instrument besitzen, das die Härten, die
in einer Strahlung vereinigt sind, festzustellen erlaubt, so
zeigen alle Dosierungsinstrumente bei härteren Strahlen weni-
ger, bei weicheren mehr an als eingefallen ist; wieviel mehr
oder weniger läßt sich nicht feststellen. Es lag daher nahe,
die Meßkörper so dick zu wählen, daß nicht eine zufällig
absorbierte, sondern alle oder fast die ganze Strahlung von
ihnen absorbiert wird, also nach der Christenschen Nomen-
klatur, die Flächenenergie. Wird die ganze Strahliuig auf-
gefangen, dann ist es gleichgültig, von welcher Härte sie
gewesen ist, das Instrument zeigt ihre volle Quantität oder
Flächenenergie an usw." Gran weist dann darauf hin, daß
d^es für die Selenzelle mit ihrer dünnen Selenschicht nicht
zutreffe.
Weißenberg (476) betont, daß alle Intensimeter nicht
Flächenenergie messen, sondern Absorption d. h. Röntgen-
energien, die pro Zeiteinheit in mehr oder weniger dicken
Schichten absorbiert werden, imd macht auf die so entstehen-
den Fehlerquellen aufmerksam.
Granu (464) nimmt femer als wahrscheinlich an, daß die
Selenzelle für verschieden harte Röntgenstrahlen nicht gleich
— 267 —
empfindlich ist. Da die Selenzelle vom gewöhnlichen Licht
das tete stärker anzeigt als anderes, so ist es möglich, daß sie
auch auf gewisse Wellenlängen der Röntgenstrahlen mehr rea-
giert, obwohl in ihnen geringere Energie enthalten ist lals
in anderen weniger wirksamen. Holzknecht und Weißenberg
(466) weisen darauf hin, daß nach den Untersuchungen von
Sadler imd Barkla (264) das Selen tatsächlich selektive Ab-
sorption zeigt d. h. gewisse Strahlungen stärker absorbiert lind
dadurch mehr Strahlung anzeigt als wirklich vorhanden ist.
Dies gilt aber nur für eine sehr weiche Strahlenart, also bei
weicher Röhre ohne Filtrierung. Wenn man jedoch die
Röntgenstrahlung auch nur durch eine kaum 1 mm dicke
Aluminiumplatte hindurchsendet (filtriert), so wird die der
Genauigkeit der Selenzelle gefährliche Strahlung vernichtet.
Die Selenzelle arbeitet also in diesem die selektive Absorp-
tion betreffenden Punkte fehlerfrei.
Der Name des Instrumentes „Intensimeter^^ sagt schon,
daß es zu Intensitätsmessungen gebraucht werden soll. Das
Intensimeter soll die Strahlenenergie messen, die in einer
bestimmten Zeit z. B. in der Minute durch die Selenschicht
geht. Der Ausschlag des Intensimeters gibt eine Zahl an,
der die Benennung F zukommt. Es bedeutet z. B. der Aus-
schlag 10, daß von der Röntgenröhre in der Minute eine
Strahlimg von lOF in die Selenschicht eingestrahlt wird.
Der Ausschlag des Instrumentes bleibt, wie schon erwähnt,
für kurze Messungen konstant und gibt also für ein und die-
selbe Strahlung stets die gleiche F-Zahl an. Die Dosis, die
ein Patient in einer gewissen Zeit z. B. in n Minuten erhält,
, ist daher gleich n . F Umgekehrt kann man aus dem Aus-
schlag auch die Zahl der Minuten ersehen, die zur JBi^ielung
einer Volldosis nötig sind.
Immelmann und Schütze (440) haben den gesetzmäßigen
Zusammenhang des Intensimeterausschlages mit der Strah-
lenintensität untersucht, indem sie bei allen möglichen Härte-
graden die Auffangedose in wechselnden Fokusabstand brach-
ten. Sie gingen von der Ansicht aus: Wenn das Instrument
wirklich die Strahlenintensität mißt^ so müssen seine An-
gaben umgekehrt proportional mit dem Quadrat des Fokus-
abstandes sich ändern. Sie finden bei allen angewendeten
Härtegraden das Gesetz von der quadratischen Abnahme der
Intensität bestätigt imd schließen daraus, daß das Intensi-
meter von Fürstenau tatsächlich die Strahlenintensitäjl: anzeigt.
M. Meyer (491) bemerkt zu dieser Auffassung: „Mit dem
Versuch scheint mir nur bewiesen, daß das Gesetz vom Qua-
drat der Entfernung der Röntgenstrahlen zutrifft und die Selen-
zelle entsprechend konstant arbeitet, aber dem Schluß, daß|
tatsächlich deshalb die Selenzelle Intensitäten mißt, vermag
ich nicht zu folgen; denn wenn bei ein und demselben Ver-
— 26S —
such der Härtegrad der gleiche bleibt, so wird nicht nur die
Intensität, sondern auch die Dos^s entsprechend dem Qua-
drat der Entfernung in der Zeiteinneit ihre Werte ändern. Auf
diese Weisse ist die Frage nicht zu beantworten und es wird
mir sehr interessant sein, in einer im Rahmen der Sonder-
kommission demnächst erscheinenden ausführlichen Arbeit
des Erfinders des Instrumentes zu erfahren, wie er den Beweis
dafür, daß tatsächlich Intensitäten mit dem von ihm gewähl-
ten Selenzellentyp gemessen werden, liefern wird. Einst-
weilen schließe ich mich der Ansicht Holzknechts und seiner
Mitarbeiter insofern an, als ich mit ihnen annehme, daß die
Fürstenausche Selenzelle nur denjenigen Teil der Strahlung
anzeigt, den sie absorbiert, und nicht die ganze Strahlimg,
daß sie also nicht Intensität, spndem Dosis mißt. Die Größe
der Dosis ist natürlich auch von dem Härtegrad der die Zelle
treffenden Strahlung abhängig, ebenso wie von dem Atom-
gewicht und der Schichtdicke der Auffangedose.^^
Tatsächlich sind mit dem Instrument nicht bloß quanti-
tative, sondern auch qualitative Messungen möglich. Man
kann aus dem Rückgang des Galvanometerausschlages, den
man beim Einschieben von verschieden dicken Filtern zwi-
schen Röntgenröhre und Selenzelle erhält, auf den Charakter
des Strahlengemisches schließen. Bestinunt man den Aus-
schlag (die Intensität) zuerst bei ungeschützter Selenzelle,
dann z. B. bei Zwischenschaltung eines 1 mm dicken Alumi-
niumfilters, so kann man den durch das Filter absorbierten
Bruchteil der Gesamtintensität als Maß für den Härtegrad
der Strahlung benützen.
Immelmann tmd Schütze (440) haben den Vorgang der
Absorption innerhalb der verschiedensten Materialien verfolgt,
da die Frage, welcher Bruchteil der Strahlungsintensität unter
beliebigen Schichtdicken noch vorhanden ist, für die Tiefen-
therapie von großer Bedeutung ist. Die Versuche stellten sie
in der Weise an, daß sie zuerst bei unbedeckter Selenzelle
die Intensität der Strahlung mit dem Intensimeter bestimmten
und dann bei gleichbleibender Strahlungsintensität immer
dickere Filter aus ein und demselben Material einschalteten.
Auf diesem Wege ist es leicht möglich sich über den Härte-
grad einer Röhre in objektiverer Weise zu orientieren als mit
anderen bisher verwendeten Hilfsmitteln. Fi^. 186 veran-
schaulicht die auf diesem We^e gefundenen Absorptions-
kurve für Aluminium ; auf der Abszisse sind die Schichtdicken
des Aluminiums gemessen in mm, auf der Ordinate die beob-
achteten Intensitäten (die F-Zahlen) aufgetragen.
Die Selenzelle kann auch zur Feststellung des Härtegrades
der Suahlung durch die Halbwertschicht, wie Th. Chri-
sten vorgeschlagen, benutzt werden. Unter Halbwertschicht
verstehen wir diejenige Schichtdicke, die man einschalten
— 269 —
CO
c
AbsorptionsKurve
für Aluminium
TOy.tmm
SchichrdicKe.
Fig. 186
muß, um eine halb so große Intensität zu erzielen wie
ohne Filter. Zur Bestimmung der ^Halbwertschicht macht
man erst eine Ablesung, wenn die Röntgenstrahliuig
auf die ungeschützte Zelle auffällt; dann schiebt man in den
Gang der Strahlung zwischen Röhre und Zelle soviele Filter
AbsorptionsKurve
(X3 mm
S(hichtdicKc.
Fig. 187.
— 270 —
ein, bis der Galvanometerzeig'er die Hälfte der zuerst abge-
lesenen P-Zahl angibt. Die eingeschaltete Schichtdicke ist
nunmehr ein Maß für die Halbwertschicht der untersuchten
Strahlung. Aus der Kurve in Fig. 186 ist die Halbwertschicht
leicht 'ZU ersehen. Die Hälfte der Anfangsintensität 33 ist 16,5
und dieser entspricht eine Filterdicke von 2,7 mm Aluminium.
52
c
Absorpfions kurve
für Stanniol.
0^ mm
Schichtdkhe.
Fig. 188.
Die Fig. 187—190 enthalten die entsprechenden Absorp-
tionskurven für Blei, Stanniol, Neusilber, Pappe.
Bekanntlich tritt eine Härtung der Röntgenstrah-
len eines bestimmten Härtegrades ein, wenn man dieselben
AbsorptionsKurve
für Neusilber.
12
'55
M 0^ fl^ Ol» oj Oi 0.1 M ^% UO i,tfi/m
SchkhldicKe.
Fig. 189.
— 271 —
AbsorpfionsKurv/e
für Pappe.
'2
g 10 11 IV
ik
mm
SchichtdicKe.
Fig. isa
durch ein Filter hindurchgehen lä&t (Röntgensches Absorp-
tionsgesetz). Inuneknann und Schütze haben* nun interessante
Versuche mit 2 verschiedenartigen Filtern angestellt, wpbei
bald das eine, bald das andere oben lag. Die Strahlenintensitäty
unterhalb der beiden Filter gemessen, muß bei verschiede-
ner Reihenfolge der beiden Filter verschieden groß sein, ob-
wohl die gleiche Strahlenmenge die gleiche Filterkombination
passiert. Bei der Kombination ßtanniol-Aliuninium z. B. sind
die Intensitätswerte weit größer, wenn das stärker härtende
Aluminium oben (der Röntg^enröhre näher) liegt als wenn
die Strahlen zuerst durch das Stanniol g*ehen. Die durch das
Aluminium stark gehärtete Strahlung geht eben durch das
Stanniol leicht hindurch, während im entgegengesetzten Fall
das Stanniol nur eine minimale Härtung verursacht, so daß
die Strahlen das Aluminiumfilter nur mehr stark geschwächt
passieren. Stanniol absorbiert wohl Strahlen, abier es trans-
formiert nicht den Charakter der Strahlung^ nach der härteren
Seite hin. Es lassen sich auf diesem. Wege die Materialien
leicht feststellen, die sich für die Praxis zur Härtung der
Röntgenstrahlen besonders empfehlen.
Wir haben gesehen, daß die Röntgenstrahlen beim Durch-
gang durch ein Filter eine Härtung erleiden; diese wächst^im
allgemeinen mit der Dicke der Schicht. Es existiert aber für
jedes Material eine bestimmte Schichtdicke, die kritische
Schichtdicke, jenseits der eine Iweitere Zunahme der
Dicke nur mehr eine Absorption, aber keine Härtung und so-
mit keine Filtration der Strahlen mehr verursacht. Immel-
mann imd Schütze (440) haben imit dem Intensimeter die
— 272 —
Ausschlag für eine große Versuchsreihe festgestellt, wobei
sie die Schichtdicke eines Aluminiumfilters von Versuch zu
Versuch um 0,4 nun vergrößerten bis äu 7,2 mtn. ^Wenn man
von Schichtdicke zu Schichtdicke jedesmal den Absorptions-
koeffizienten aus den gemessenen Intensitäten be.echnet,
so muß dieser um so geringer ausfallen, je größer die Schicht-
dicke wird. Fig. 191 zeigt uns die erhaltene Kurve; auf
der Abszisse sind die Schichtdicken aufgetragen, auf der Ordi-
Abnahme des Absorpfionskoctficientcn
AbsorDtionsKoefficienf "^'' zunehmender SchichtdicKe.
auf o>mm Aluminium
bezogen.
e.fs
0.10
o.as
« <0 tj ZO 2J 3.0 3J ♦^ HS KO U 6J9 ^ y,o 7.1mm
. Schkhidiche.
Fig. 191.
nate die Absorptionskoeffizienten, bezogen auf 0,4 mm Alu-
minium. Man sieht aus der Kurve, daß der Absorptionskoeffi-
zient mit Zunahme der Schtchtdicke abfällt, daß also die
Strahlung mit wachsender Schichtdicke härter wird (Röntgen-
sches Absorptionsgesetz). Die Härtung erfolgt aber nur bis
ca. 3 mm Aluminium ; daraus ergibt sich die Tatsache, daß die
günstigste Stärke der Aluminiumfilter für die Tiefentherapie
3 mm beträgt; jede weitene Zunahme der Filterdicke hat nur
mehr eine Schwächung, aber keine Härtung der Strahlen mehr
zur Folge.
In Fig. 192 sind (die Absorptionskurven wiedergegeben, wie
sie R. Mayer (467) mit dem Intensimeter zum Zwecke des Ver-
gleichs von drei verschiedenen Röntgenröhren unter 3 mm Alu-
minium erhielt. Kurve A wurde erhalten durch eine Lilienfeld-
röhre mit Homogenisierwiderstand, Kurve B durch eine Müller-
Rapidröhre, Kurve C durch eine Lilienfeldröhre ohne Homo-
^enisierwiderstand. Dabei wurden als Filter Ebenholzklötze
von 1 cm, 4 cm und 5 cm Dicke verwendet. Diese 3 Klötze
geben zusammen eine Schichtdicke von 10 cm. Zuerst wurde
der Ausschlag bei 10 cm Schichtdicke abgelesen, dann der
Klotz von 5 cm abgehoben, hierauf der von 4 cm, schließlich
der von 1 cm. Der ganze Versuch dauerte nur 40 Minuten.
— 278 —
A
?
iOcm
Schichtdicke.
Fig. 19Z
Wachtel (499) hat mit dem Intensimeter Messungen an
verschiedenen Röntgenröhren vorgenommen, um die Strah-
lungen auf ihre Konstanz zu prüfen. Absorptions-
messungen ergaben, daß die Röhren der heutigen Therapie-
betriebe nicht einmal während ein und derselben Bestrahlung
gleichmäßige Strahlen aussenden. I^e Intensität und die Karte
der Strahlung wechseln, während die Röhre eingeschaltet ist,
und zwar regellos !zum besseren oder zum schlechteren. Fast
jede Einschaltung der Röhre bringt bei demselben Instrumen-
tar eine andere Strahlung heraus. Die Schwankungen der
Konstanz sind, in Härte und Oberflächendosis!zahlen ausge-
diückt, oft gering, für die physiologische Wirkung der Strah-
len aber von beträchtlicher Bedeutimg.
Diese Erfahrungen von Wachtel sind für die Praxis von
hoher Wichtigkeit. Zeigen sie uns doch, daß das Intensimeter
zur vergleichenden Prüfung von Röntgenröhren verschiede-
ner Fabrikate sowie zur Beurteilung der zum Betrieb nötigen
Nebenapparate und der verschiedenen Schaltungen ein sehr
geeignetes Mittel ist, andererseits weisen sie uns auf die Not-
wendigkeit hin, die Röntgenstrahlung während einer länger
dauernden Bestrahlung öfter zu messen.
Der gewissenhafte Arzt wird somit bei Verwendung des
Fürstenauschen Intensimeters zur Kontrolle der Röntgenstrah-
lung für Heil^zwecke folgende Regeln zu beachten haben:
Während jeder Messung muß der das Galvanometer ent-
haltende Kasten abseits hinter einer Schutzwand stehen und
Dat S«ltD.
18
— 274 —
leitend mit der Erde verbunden sein. Vor der eigentlichen Mes-
sung^ bringt der Arzt den Schalter in die Stellung „Prüfen^' und
führt den Galvanometerzeiger, falls dies nötig sein »oUte, durch
Drehen am Regulierknopf auf den roten Prüfstrich F. Dann
gibt man dem Schalter die Stellung ,,Ein*' und bringt die Auf-
fangdose in die gleiche Entfernung vom Fokus der Röntgen-
röhre, in der nachher die Bestrahlung des Körpers vorge-
nommen werden soll. Hierauf schaltet man die Röntgenröhre
ein xmd liest nach wenigen Sekimden den Ausschlag ab,
der die P-Zahl pro Minute angibt. Nach Mayer (467) soll die
Bestrahltmgsdauer der Selenzelle so abgeküx^ werden, daß
das Pxodukt aus F-Zahl (Galvanometerausschlag) und Zahl
der Belichtungssekunden 400 nicht übersteigt. Aus der ab-
gelesenen F-Zahl läßt sich dann die Bestrahlungsdauer, Inner-
halb der eine gewünschte Volldosis verabreicht werden kann,
leicht berechnen. Nim!mt die Bestrahlung des zu behandeln-
den Körpers längere Zeit in Anspruch, so ist eine mehrmalige
Prüfung der Röntgenstrahlung, die ja immer nur wenige Se-
kunden dauert, sehr zu empfehl^i. Von Zeit zu Zeit wird
man sich über den Härtegrad der zur Verwendung kommen-
den Röhren orientieren, indem man mittels Aluminium- oder
Ebenholzfilter den Absorptionsko effizienten bezw. die Halb-
wertschicht bestinunt. Bei der Festsetzung des Härtegrade»
spielt der Abstand von Selenzelle und Röntgenröhre keine
Rolle, da es sich hier lediglich um einen Vergleich der ge-
wonnenen Resultate handelt.
Fassen wir die Bedeutung des Fürstenauschen Intensi-
meters für den Arzt noch einmal kurz zusammen, so ergeben
sich als die wichtigsten Anwendungsmöglichkeiten:
a) Messung der bei einer einzelnen Bestrahung nöti-
gen bezw. verabreichten Lichtmenge,
b) Messung der für eine röntgenographische Aufnahme
nötigen Lichtmenge,
c) Messung der Strahlenhärte,
d) Untersuchung der Materialien auf ihre Fähigkeit Strah-
len zu härten, ^
e) Beurteilung von Röntgenröhren verschiedener Fabri-
kate und der zum Betrieb nötigen Nebenapparate
(nebst Schaltungen) bezüglich ihrer Qualität.
'Obwohl das Füirstenausche Intensimeter sich erst all-
mählich in die Praxis einführt, stehen ihm doch bereits von
mehreren Ärzten die besten Empfehlimgen zur Seite, so ins-
besondere von den Ärzten Dr. Immelmann (439 und 440),
Schütze (440), M. Meyer (468 und 491) und R. Mayer (46^.
So schreibt M. Meyer: „Am dringendsten ist wohl von allen
Seiten das Bedürfnis empftmden worden, grundlegend mit der
— 276 —
völlig subjektiven Art und Weise der Ablesung, wie sil
der zur Messung dienende Farbenvergleich unvermeidlich mit
sich bringt, zu brechen und an die Stelle jener ungenauen Ab-
lesung von Farbreaktionen die einzige genaue und objek-
tive durch Zeigerausschlag zu setzen, wie wir sie von ande-
ren technischen Meßinstrumenten her gewohnt sind
Ich erblicke nach meinen bisherigen eingehenden Erfahrungen
in dem Intensimeter infolge der mit ihm verknüpften wesent-
lichen Vereinfachtmg der Methodik und der Objektivität der
Zei^erablesung einen erheblichen Fortschritt für die Dosierung
und Härtemessimg der Röntgenstrahlen Das Intensi-
meter genügt dem Laboratoriumsversuch wie der Praxis in
weitgehendstem Maße/^
M. Immelmann berichtet darübeif:
„In meinem Betriebe habe ich das Intensimeter zunächst
neben unseren bis dahin benutzten Methoden angewendet,
bis ich mich durch die zahlreichen Vergleichsmessungen da-
von überzeugt habe, daß die Angaben des Intensimeters stets
durchaus exakt waren. Ich wende es jetzt dauernd zur Aus-
dosiening von Therapieröhren und zur Nachkontrolle dieser
Ausdosierung bei den täglichen weiteren Bestrahlungen an
und erblicke die Hauptvorzüge des Apparates in der außer-
ordentlichen Einfachheit seiner Handhabung, die es gestattet,
eine Röhrenausdosierung, die ja bei Anwendung der Sabou-
raud-Tablette, wenn man genau sein will, so lange dauert,
bis die Tablette vollkommen verfärbt ist, innerhalb weniger
Sekunden vor jeder Bestrahlung vorzunehmen. Infolge der
objektiven Ablesung kann es keine Irrtümer mehr geben,
so daß selbst weniger geschultes Personal ohne weiteres in
der Lage ist, exakt zu dosieren; wissen wir doch alle, wie
heikel gerade für einen weniger Geübten die wirklich einwand-
freie Ablesung resp. Vergleichung von Verfärbungsgraden ist.
Einen Zeigerausschlag auf einer Skala kann aber jeder ablesen.
Zusammenfassend, spreche ich das Fürstenau'sche Intensi-
meter als wertvolle Bereicherung des Röntgeninstrumentari-
ums an, das zweifellos eine uns allen recht fühlbar gewesene
Lücke auszufüllen berufen sein dürfte, und ich zweifle nicht
daran, daß der gewissenhafte Röntgentherapeut nicht zögern
wird, neben seine bisher benutzten suj^jektiven Dosierungs-
methoden die objektive zu setzen."
Infolge des großen Interesses, das man zur Zeit der
Röntgenstrahlmessung mittels Selenzellen entgegenbringt, ist
hier die einschlägige Literatur eigens zusammengestellt.
.1. J. W. Giltay (Nature 54, lOQ, 1896) Röntgenstrahlen und der
Widerstand des Selens.
Z Perreau (Comptes rendus 129, 956, 1899; auch Beiblätter zu
den Annalen der Physik 24, 135, 1900) Einfluß der X-Strahlen auf*
den elektrischen Widerstand des Selens.
18*
— 276 —
3. Himstedt (Bericht der Naturforscher-Gesellschaft Freiburg
XI, 126, 1900 und Annalen der Physik 4, 531, 1901) Ueber einige Ver-
suche mit Becquerel- und Röntgenstrahlen.
4. Bloch (Comptes rendus 132, 914, 1901 und Chemisches
Centralblatt 1, 1078, 1901) Wirkimg der Radiumstrahlen auf das
Selen.
5. Aubel (Comptes rendus 136, 929, 1903; auch Physikalische
Zeitschrift 4, 807 1903) Ueber den Einfluß der radioaktiven Körper
auf das elektriscne Leitvermögen des Seletis.
6. F. C. Brown und J. Stebbins (Physical Review of the Ame-
rican Physical Society 25, 505, 1907; auch Beiblätter zu den Annalen
der Physik 32, 1061, 1908) Einfluß der Radiumstrahlung auf den
Widerstand der Selenzellen. ' '^
7 G. Athanasiadis (Annalen der Physik 27 890, 1908) IWirkung
der Röntgenstrahlen auf den elektrischen Widerstand des Selens.
8. L,j S. Mc Dowell (Physical Review of the American Physical
Society 30, 474, 1910; auch Beiblätter zu den Annalen der Physik
34, 970, 1910)) Die Erholung der Selenzellen nach Erregung mittels
X-Strahlen.
9. H. Guilleminot (Comptes rendus 156, 1155, 1913) Ueber die
Variation des Widerstandes von Selen, das von X-Strahlen und
Radiumstrahlen getroffen wird. "
10. M. Imhielmann (Röntgentaschenbuch 6, 25, 1914) Das Für-
stenausche Intensimeter.
11. M* Immelmann und J. Schütze (Fortschritte auf dem Qebiete
der Röntgenstrahlen 22, 533, 1914) Absorptionsmessungen mit dem
Fürstenauschen Intensimeter.
12. P. Volz (Physikalische Zeitschrift 16, 209, 1915) Ueber die
Verwendbarkeit des Selens zu Röntgenstrahlenenergiemessungen.
13. R< Fürstenau (Physikalische Zeitschrift 16, 276, 1915) Ueber
die Verwendbarkeit des Selens zu Röntgenstrahlenenergiemessungen.
14. P. Volz ^(Physikalische Zeitschrift 16, 308, 1915) Ueber die
Verwendbarkeit des Selens zu Röntgenstrahlenenergiemessungen.
15. Th. Christen (Fortschritte auf dem Gebiete der Röntgen-
strahlen 23, 214, 1915/16). Messung heterogener Röntgenstrahlen.
16. H. Holzknecht und C. Weißenberg (Fortschritte auf dem
Gebiete der Röntgenstrahlen 23, 257, 1915/16) Zur speziellen tech-
nischen Strahlenmessung.
17 R. Grann (Fortschritte auf dem Gebiete der Röntgenstrahlen
23, 267,' 1915/16) Prinzipielles über die Selenzelle.
18. R. Mayer (Fortschritte auf dem Gebiete der Röntgenstrahlen
23, 283, 1915/16) Zur praktischen Anwendung der Selenzelle unter
Vermeidung ihrer Fehler.
19. R. Grann (Fortschritte auf dem Gebiete der Röntgenstrahlen
23, 289, 1915/16) Ueber die Benützung des photochemischen Vor-
ganges der Kalomelausscheidung zur Messung von Röntgenstrahlen
und über photochemische Methoden überhaupt
20. C. Weißenberg (Fortschritte auf dem Gebiete der Röntgen-
strahlen 23, 297, 1915/16) Wege und Ziele in der Dosimeterfrage.
21. M. Meyer (Deutsche Medizinische Wochenschrift 41, 1312,
1915) Praktische Erfahrungen mit dem Fürstenauschen Intensimeter.
22. M.Meyer (Strahlentherapie 7, 473, 1916) Das Fürstenausche
Intensimeter.
23. H. Wachtel (Strahlentherapie 7 491, 1916) Ueber die In-
konstanz der Strahlungen der heutigen Kön^enröhren und Dosie-
rungsversuche mit dem Fürstenauschen Selenintensimeter.
— 277 —
Vin. Automatische Signal- und Registrier-
apparate.
Infolge ihrer hohen Lichtempfindlichkeit vermag die
Selenzelle nicht bloß das Auftreten und Verschwinden eines
Lichtscheines, sondern auch den Eintritt und Verlauf be-
stimmter Ereignisse snzu'zeigen. Sie eignet sich daher in
ganz hervorragendem Maße !2aim Bau von Signal- und
Jlegistrierapparaten.
Die Einrichtung eines Signalapparates für stär-
kere Lichteindrücke ist aus Fig. 193 erisichtlich. Wir
haben 2 Stromkreise, von deneA der erste aus der Batterie I,
einer Selenzelle und einem Relais besteht, yrährend der
JicJUtieX
%tjbru^tUt
RelaU
SaJfeH^l
§ioJU
Fig. 193.
zweite die Batterie II, eine Glocke und leine Kontaktvorrichtung
enthält. Solange die Selenzelle nicht beleuchtet ist, fließt
ntir ein schwacher Strom durch den Stromkreis I, so daß das
Relais nicht in Tätigkeit tritt; die Koataktvorrichiung ist in
diesem Falle nicht geschlossen und der 2. Stromkreis luiter-
brochen. Fallen aber Lichtstrahlen auf die Selenzelle, so
wächst die Stromstärke im Stromkreis I rasch an, das Relais
tritt in Tätigkeit und schließt den Kontakt; dadurch wird der
2. Stromkreis geschlossen • und die Glocke ertönt. Bei Ver-'
dtuikelung wird der Kontakt durch das Relais wieder aufge-
hoben imd die Glocke hört auf zu läuten. An Stelle der Glocke
kann natiklich auch irgend eine andere Signalvorrichtung z. B.
eine rote Lampe treten.
— 378 —
Fig. 194 stellt einen Signalapparat der Pirnut Clausen
& ^ronk dar. Die Selenzelle ist mit zwei Elementen im
hinteren Kasten und einem hochempfindlichen Relais ver-
bunden. L^t man an das Instrument noch eine Batterie
von '12—18 Volt an, so meldet die Glocke jede Belichtung
der Zelle.
Fig. IM.
Da "bei der in Fig. 193 angegebenen Schaltung das Relais
auf den schon im Dunkeln vorhandenen Strom nicht reagie-
ren darf, kommt hier kein allzu empfindliches Relais in Be-
tracht. Hat z. B. die Stromquelle 50 Volt und die Selenzelle
50000 Ohm, so ist die Stromstärke im 1. Stromkreis ungefähr
1 Milliampere, da der Widerstand des Relais gegenüber dem
hohen Selenwiderstand kaum in Betracht kommt. Wenn nun
tmter der Einwirkung der Lichtquelle die Stromstärke auf
10 Milliamp. ansteigt, so wird für diesen Fall ein Relais von
3 Milliamp. Empfindlichkeit recht gute Dienste leisten; da-
gegen ■wird ein Relais, das bereits auf einen Strom von 2
, — 279 —
Milliamp. anspricht, den Kontakt bei Verdunkelung vielleicht
nicht sofort wieder aufheben, da der Strom infolge der Träg-
heit des Selens noch nicht unter 2 Milliamp. gesunken ist;
insbesondere würde der Apparat mehrere rasch auf einander
folgende Lichteündrücke nicht einzeln ansteigen können. Ist
die Stärke der Lik:htquelle nur gering un4 somit die Strom-
differenz bei Licht und Dunkel nur unbedeutend, so läßt
sich die angegebene Schaltimg nicht verwenden.
Flg. 195.
Ein Signalapparat für schwächere Lichtein-
drücke wird am besten mit einer Schaltung ausgerüstet, bei
der im Dunkeln überhaupt kein Strom durch das Relais
fließt; eine solche ist in Fig. 195 abgebildet. In den 4 Zweigen
der Wheatstoneschen Brückenschaltung liegen 2 f^ste Wider-
stände W] und W2, der Regulierwiderstand W3 und die
Selenzelle Z; bei E befindet sich die Stromquelle, bei R ein
hochempfindliches Relais. Die Anwendung des Regulier-
widerstandes ermöglicht es jeder Zeit R stromlos zu halten,
solange die Selenzelle im Dunkeln liegt. Fällt dann der ge-
ringste Lichtschein auf Z, so schließt das Relais den 2.
— 280 —
Stromkreis und die Sigfnalvorrichtung S tritt in Tätigkeit. Der-
artige Signalapparate reagieren z. B. noch auf ein brennendes
Zündholz in einer Entfernung von 8 m.
Ein solcher Apparat wird überall vortreffliche Dienste
leisten, wo das plötzliche Auftreten einer Lichterscheinung
eine Gefahr bedeutet; er meldet den Ausbruch eines Brandes
in Pabriklagem, Bergwerken usw.; er dient als J>etektiv-
apparat, indem er das Betreten eines Raumes mit Licht oder
das Offnen eines Faches anzeigt und schützt somit gegen
Einbruch, Spionage etc.; er kann im Kriege die Annäherung
des Feindes an bestimmte Punkte verraten, falls dieser eine
Taschenlampe oder ein brennendes Zündholz zur Orientie-
rung benüt27t. Wertvolle Dienste dürfte der Apparat zur Siche-
rung der Eisenbahn leisten, indem er die Vorbeifahrt oder
Ankunft des Zuges an einer bestimmten Stelle sofort in einer
beliebigen Station meldet. Dazu kommen noch zahlreiche
andere Verwendxmgsmöglichkeiten.
Die Anjordnung kann auch so getroffen werden, daß
beim Auslöschen einer die Selenzelle beleuchtenden Flamme
ein Signal gegeben wird. Die Widerstände sind dann derart
zu regulieren, daß das Relais während der Belichtung der
Selenzelle keinen Kontakt gibt, beim .Erlöschen des Lichtes
aber den Kontakt schließt, 30 daß die Alarmglocke ertönt
bezw. das Signal betätigt wird. Diese Einrichtung kann z. B.
zur Sicherung der Eisenbahnen und der Schiffe an der Küste
die besten Dienste leisten, indem sie das Auslöschen jeder
Signallateme durch Ertönen ■ einer Glocke oder Entzündung
einer farbigen Laterne in d^m Wartehäuschen meldet.
Fig. 196 enthält die Abbildung eines Apparates für auto-
matische Glühlampenentzündung von Clausen und
Bronk. Die Schaltung ist derartig, daß der 2. Stromkreis unter-
brochen ist, solange die Zelle Licht empfängt, während bei
Eintritt der Abenddämmerung das RelaiS betätigt, der Kontakt
geschlossen und die Lampe entzündet wird. Bricht der Tag
an und die Zelle erhält Licht, so wird der 2. Stromkreis wieder
unterbrochen und die Lampe erlischt. Durch diese Anord-
nung kann man es also erreichen, daß bei* Eintritt der Däm-
merung in einem bestimmten Raum die Lampen selbsttätig
sich entzünden und bei Tagesanbruch wieder von selbst er-
löschen, so daß in dem Raum immer für Beleuchtung, sei
es für natürliche oder künstliche, gesorgt ist, ohne daß sich
irgend jem&nd darum zu kümmern hat. Die Einrichtung kann
natürlich auch . für ganze Reihen von Lampen als automati-
scher Laternenanzünder und -löscher verwendet werden.
Stellt man bei dem in Fig. 196 abgebildeten Apparat die
Glühlampe der Selenzelle direkt gegenüber, so zeigt sich
folgende Erscheinung. Bei Eintritt der Dunkelheit oder Ver-
dunkelung der Selenzelle entzündet sich die Glühlampe. Diese
wirft nun ihr Licht auf die Selenzelle, so äa& die Lampe
wieder erlischt. Da sich infolge der eingetretenen Dunkel-
heit die Lampe wieder entzündet, haben wir ein beständiges
Entzünden und Erlöschen der Lampe in rascher Aufeinander-
folge. Die Geschwindigkeit der Unterbrechungen ändert sich
mit der Entfernung von Glühlampe und Zelle.
Fig. 197 zeigt einen automatischen Weckapparat der
Firma Julius Pintsch, wie er auf Leuchttürmen Anwendung
findet, um den Wärter darauf aufmerksam zu machen, daß
eine Signallateme verlöscht ist oder nicht mehr die nötige
Lichtstärke hat.
Automatische Selenzündapparate zum selbsttätigen
ZUnden und Löschen leuchtender Seezeichen
verwendet man vielfach bei Bojen und Bak^n. Die Baken
(Fig. 198), die an Stromufem, am Meeress&ande und auf
Sandbänken zur Andeutung des Fahrwassers und zur War-
nung vor gefährlichen Stellen errichtet werden, müssen für
die Nacht mit Leuchtkörpem ausgerüstet werden. Ebenso
trägt die Boje (Fig. 199), eine auf dem Wasser schwimmende
als Seezeichen benützte Tonne, auf dem Meere gewöhnlich
einen Leuchtapparat. Um nun die Flammen solcher, oft
schwer zugänglichen, leuchtenden Seezeichen während des
Tages, wo sie ganz zwecklos brennen, auszulöschen und da-
durch Qas bezw. Strom zu sparen, kann man sich einer auto-
Fit 191-
matischen Zünd- und Löschvomchtung bedienen. Eine durch
Tageslicht selbsttätige wirkende Vorrichtung dieser Art von
der Firma Julius Pintsch soll im Folgenden genauer be-
schrieben werden.
Um die Selenzelle gegen die Einflüsse der Witterung
zu schützen, ist sie in einem gut schließenden Metallgehäuse
untergebracht, dessen Oberteil durch eine Glasglocke abge-
schlossen ist. Die Selenzelle ist mit einem hochempfiad-
lichen Relais \md mit einer Batterie von mehreren kleinen
Trockenelementen oder Akkumulatoren verbunden. Obwohl
der Strom bestandig durch diesen Stromkreis fließt, wird die
Batterie infolge des hohen elektrischen Widerstandes der
Selenzelle so langsam entladen, daß sie ung^Ühr ein Jahr
zum ununterbrochenen Betrieb ausreicht.
Die Leuchtbojen tragen gewöhnlich eiaen mit Gas ge-
speisten Leuchtapparat. Der Tonnenkörper bildet zugleich
Fit 196.
den Gasbehälter, aus dem das Gas unter. konstantem Druck
durch einen Regulator hindurch zum Brenner geleitet wird.
Die Gasflillung reicht für mehrere Monate ununterbrochener
Brennzeit aus.
Wird tei Tagesanbruch die Selenzelle vom Tageslicht
bestrahlt, so schlägt die Zunge des Relais aus und schliefit
— 284 —
bei Berührung mit einem Kontakt einen besonderen Strom-
kreis. Ein in diesem liegender Elektromagnet betätigt nun-
mehr ein Hebelsystem und schließt das Gasventü so weit,
daß niu: mehr eine kleine Zündflanune während des Tages
brennt.
Bei Eintritt der Dunkelheit wächst der Widerstand der
Selenzelle und das Relais schlägt nach der anderen Seite aus;
durch Berührung mit einem zweiten Kontakt wird wieder
ein Strom geschlossen, ein Elektromagnet betätigt, das oben
erwähnte Hebelsystem nach der anderen Seite bewegt und
das Gasventil geöffnet. Das ausströmende Gas wird durch
die Zündflamme entzündet imd die Gasflamme kann nun
brennen, bi9 das Tageslicht wieder auf die Selenzelle einwirkt.
Damit der Strom nicht dauernd durclj den Elektromagnet
fließt, wodurch unnütz Strom verbraucht würde, ist die Schal-
tung so eingerichtet, daß der Stromkreis sofort nach
Schließung des Kontaktes und Betätigung des Hebels selbst-
tätig wieder unterbrochen wird, so daß nur morgens und
abends einen Augenblick der Energieverbrauch stattfindet.
Bei Verwendung von elektrischem Licht ist die Apparatur
etwas einfacher, da man die Lichtquelle direkt an die Stelle
des Elektromagnets setzen kann. Auch kommt man mit einem
einzigen Kontakt aus, der bei eintretender Dunkelheit ge-
schlossen, bei Tagesanbruch unterbrochen wird.
Zum Schutze gegen die Feuchtigkeit befinden sich alle
einzelnen wesentlichen Bestandteile des Apparates in luft-
dicht verschlossenen Blechkästten, die Selenzelle ist in eine
luftleere Röhre eingeschlossen.
Fig. 200 zeigt eine Bakenlateme, die mit der automati-
schen Zündvorrichtung ausgerüstet ist. In Fig. 201 sehen
wir den geöffneten Batteriekasten nebst der Selenzelle.
In gleicher Weise kann man einen automatischen
Alarmapparat zumAnzeigen von S chlagwett ern
in Kohlengruben konstruieren. Man läßt vor der Selen-
zelle beständig eine Flamme brennen und sorgt durch ent-
sprechende Schaltung dafür, daß unter dem Einflüsse der
Leuchtflamme (das Relais keinen Kontakt gibt. Sobald nun
die Leuchtkraft der Flamme unter dem Einflüsse des Gruben-
gases eine Änderung erfährt, wird die Selenzelle beeinflußt,
das Relais schließt den Kontakt und die Alarmglocke ertönt.
Zur Regulierung der Spannung hat man einen
automatischen Zellenschalter konstruiert. Bei die-
sem Apparat verdeckt der Zeiger eines Voltmeters, solange
die Spannung normal ist, mittels einer auf ihm befestigten
Scheibe zwei Selenzellen gegen eine Glühlampe. Tritt eine
Spannungsänderung ein, so wird der Zeiger abgelenkt und
setzt 'dadurch die eine oder andere Selenzelle dem Lichte
aus. Jede Selenzelle bildet mit einer Stromquelle und einem
Relais einen Stromkreis. Erfolgt z. B. eine Spannungsab-
nahme, wodurch der Zeiger nach links geht, so wird die
rechte Selenzelle frei. Nun wird das zugehörige Relais und
durch eine entsprechende Vorrichtung der Zellenschalier der-
artig betätigt, daß eine neue Zelle angeschlossen wird und
die Spannung wieder zunimmt. Zum Speisen der Selen-
zellen kann der Zellenstrom selbst benützt werden.
Man kann die Selenzelle femer zum automatischen
Registrieren der Gewichtsab- und -zunähme
einer Substanz mittels einer Wage benutzen. Derartige
GewichtsverSnderungen beobachten wir z.B. bei verdunstenden
und hygroskopischen Substanzen.
— 386 —
Sobald eine Wage auf 1 mg genau die Gewichtsv«rftnde-
ning einer Substanz registrieren soll, ist mit einer rein mecha-
nischen Aufzeichnung durch eine Feder nach Art der Baro-
graphen nicht viel anzufangen, da hier die Reibung der Feder
auf dem Papier viel zu groß ist. Zur Lösung der Aufgabe,
die einige g betragende G«wicht8zu- oder -abnähme einer Sub-
stanz ununterbrochen während der Dauer von 5 — 6 Tagen auf
1 mg genau zu registrieren, kann man die photographische
R^strierung benutzen, wobei jede Reibung vermieden ist.
Fig. 202 zeigt eine Vorrichtung dieser Art von Kuhlmann
(358), Am Balken einer feinen Analysenwage (Tragkraft
200 g) befinden sich in der Verlängerung der Mittelschneide
zwei Planapiegel S, und S,, von denen der eine nach links
— 288 —
und der andere nach rechts gerichtet ist. Ungefähr 2 m von
dem linken Spiegel entfernt ist an einem Stativ eine 2 Volt-
Osram-Lampe L^ angebracht. Das Bild des glühenden Fadens
dieser Lampe wird mittels einer in dem Rohre A befindlichen
Linse auf den linken Spiegel S^ und von diesem auf die Regi-
striertrommel T geworfen; letztere ist mit photographischem
Papier belegt. I^* der Spiegel an der Schwingung des Wag-
balkens teilnimmt, wandert das Bild des Lichtfadens auf der
Trommel von unten nach oben oder umgekehrt. Legt man eine
Substanz, die einen allmählichen Gewichtsverlust erleidet, auf
die linke Wagschale, dagegen einen Stoff, der eine Gewichts-
zunahme erfährt, auf die rechte Schale, so wird in beiden
Fällen der linke Wagbalken gehoben und das Bild des Licht-
fadens wandert auf der Trommel immer von xuiten nach oben.
Hat z. B. der Spiegel zuerst die Stellung I (Fig. 203), so wird
der von Lj kommende Lichtstrahl nach I' zurückgeworfen;
hebt sich der linke Wagbalken, wodurch der Spiegel in die
Lage II gedreht wird, so erfolgt die Zurückwerfung des Licht-
strahls nach II'.
Fig. 20X
Hat man das Gefäß mit der zu untersuchenden Substanz
auf die eine Wagschale gestellt, so muß man durch Auflegen
von Gewichten auf die andere Wagschale Gleichgewicht her-
stellen. Die Empfindlichkeit der Wage ist derartig geregelt,
daß das Bild bei einer Gewichtsveränderung von 1 mg genau
— 289 — '
um' 2 mm nach oben wandert. t>a die Trommel T gleichzeitig
durch ein Uhrwerk um ihre Achse gedreht wird, so kann man
aus der photographisch aufgezeichneten Kurve ohne weiteres
ablesen, wie groß die Gewichtsveränderung war und isi
welcher Zeit sie erfolgte.
Macht man die Höhe der Trommel bezw. des photp-
graphischen Papiers 200 mm, so erreicht der Lichtstrahl den
oberen Rand genau nach einer Gewichtsveränderung von
100 kng. In diesem Moment wird die Wage automatisch durch
ein Laufwerk V arretiert, ein Gewicht von 100 mg in den
Becher B, der sich über der linken Wagschale befindet^ ge-
worfen und die Wage wieder ausgelöst. Nun ist an der Wage
wieder Gleichgewicht hergestellt, da die Gewichtsänderung
von 100 mg durch das Gewicht im Becher B ausgeglichen
wird, so daß dann der Lichtstrahl m m wieder am unteren
Rande des photog^aphischen Papiers steht. In der ausge-
lösten Stellung bleibt die Wage nur solange, bis wieder eine
Gewichtsänderung von 100 mg eintritt und das Laufwerk von
neuem ausgelöst wird. Die automatische Auslösung des Uhr-
werks V, das mit der Arretierungswelle W der Wage durch ein
Zahnrad in Verbindung steht, geschieht auf folgende Weise:
In dem gleichen Moment, in dem der von L^ kommende Licht-
strahl m m die höchste Stelle der Trommel erreicht hat,
wird von der 4 Volt-Osramlampe Lg ein Lichtkegel mittels
des rechten Spiegels (auf dem Wejg;e n n) auf die in einem
Kasten befindliche Selenzelle S geworfen. Die Selenzelle
bildet mit einem Relais und einer Stromquelle einen Strom-
kreis. Fällt Licht der Lampe Lg auf das Selen, so wächst die
Stromstärke und die Zunge des Relais schließt einen zweiten
Stromkreis; dadurch wird ein Elektromagnet erregt, der nun-
mehr die Hemmung der Arretierungswelle W löst und das
Laufwerk V in Tätigkeit versetzt.
Die 100 mg Gewichte sind runde Platten aus Aluminium;
sie befinden sich übereinander geschichtet in dem geschlitzten
Rohr R. Ein Schieber, der mit dem Laufwerk V ebenfalls
durch Zahnräder in Verbindung steht, holt bei jedesmaliger
Arretierung der Wage ein Gewicht hervor, das dann in den
Becher B gleitet.
Die Bedieniing des Apparates ist sehr einfach. Man belegt
die Trommel mit photographischem Papier, bringt das Gefäß
mit der Substanz auf die entsprechende Wagschale und stellt
durch Auflegen von Gewichten usw. Gleichgewicht her, was
durch Beobachtung des Zeigers der Wage mittels Spiegelab-
lesung leicht zu konstatieren ist. Dann versetzt man die
Trommel in Bewegung und schaltet die Lampen und den
Strom ein.
Einen sehr schönen Erfolg erzielte v. Salviati (Braim-
schweig) mit seinem Heliographenschreiber, mit dem
Dai S«Un. 19
— 290 —
er die Zeichen eines Heliographen, der auf dem Brocken
installiert wurde, noch in einer Entfernung von 60 Kilometern
auf siischreiben vermochte. Die verwendete Selenzelle war sehr
klein, hatte nur 4 qmm Oberfläche und war in der Empfangs-
station im Brennpunkte eines Fernrohrs angebracht. Als
Relais kam ein polarisiertes von 12000 Ohm Widerstand zur
Verwendung, wie es früher in der drahtlosen Telegraphie be*
nutzt wur^e. Durch das Relais wurde ein Schreibapparat be-
tätigt, so oft von der Feme ein Lichtsignal eintraf und auf die
Selenzelle fiel.
So sehen wir, daß wir der Selenzelle in Verbindung mit
geeigneten Apparaten die verschiedensten Arbeiten anver-
trauen können, die früher menschlicher Hilfskraft bedurften.
IX. Sortierung nach Farben.
Bei vielen Natur- und Kunstprodukten ist eine Sortierung
nach Farben erforderlich. Zum automatischen Betrieb von
Sortiermaschinen eignet sich am besten die Selenzelle. Die
zu sortierenden Körper werden der Reihe nach in den Strah-
lengang einer konstanten Lichtquelle geführt, wo sie je nach
ihrer Farbe mehr oder weniger Licht reflektieren. Die reflek-
tierten Strahlen fallen auf eine Selenzelle und verursachen
ihrer Lichtstärke entsprechende Andeningen der Leitfähig-
keit des Selens bezw. der Stromstärke. Dadurch können
verschiedene Kontakte geschlossen und die zu sortierenden
Körper in die ihrer Farbe entsprechenden Fächer befördert
werden.
A. Wedgl (383) hat eine derartige Sortiermaschine gebaut,
die sehr sicher funktioniert. Die Maschine hat folgende Ein-
richtung. Ein großer Verteilungistrichter versorgt eine grö-
ßere Anzahl von Einzelgängen mit dem zu bearbeitenden
Material. Aus dem Fülltrichter jedes Einzelganges werden
die Körper einzeln in bestimmter Lage und zu bestimmter
Zeit an das Meßfenster geschafft und dortselbst eine Zeitlang
festgehalten. Auf das Meßfenster ist das Licht einer starken
Lichtquelle dauernd konzentriert. Je nach Helligkeit und
Farbe reflektiert der am Meßfenster festgehaltene Körper die
ihn treffenden Strahlen der Lichtquelle stärker oder schwächer
auf eine Selenzellenkombination.
Fig. 204 zeigt die Schaltung der einzelnen Apparate. E^
ist eine starke Stromquelle, Z^ und Z^ sind zwei möglichst
gleichartige Selenzellen, W^ und Wg zwei feste Widerstände,
die so ausgeglichen sind, daß das Zeigergalvanometer R
stromlos jst, wenn keine der Selenzellen belichtet wird. Sobald
ntm ein Körper an das Meßfenster gelangt, wird je nach
dessen Farbe mehr oder weniger Licht reflektiert und mittels
eines Spiegels auf die- Selenzelle Z^ geworfen. Die momentan
einsetzende Leitfähigkeitserhöhung dieser Zelle bewirkt, da&
das Galvanometer R Strom erhält und sein Zei£:er ausschlägt.
Seine jeweilige Stellung gibt den Parbenwert des im MeB-
fenster befindlichen Körpers an. In dieser Stellung wird der
GalvanoineteTz?iger auf die darunter befind.iche Kontaktstelle
K automatisch für ktirze Zeit niedergedrückt, wodurch ein
besonderer Stromkreis geschlossen und eine Sortierkapsel S
betätigt wird. Diese Vorgänge spielen sich alle annähernd
.OaC^v
FiB. 204.
gleichzeitig ab. Im nächsten Augenblick wird der Galvano-
meterzeiger wieder freigelassen, gleichzeitig dreht sich der
Spiegel und der von dem 'beleuchteten Körper reflektierte
Lichtstrahl fällt nunmehr auf die 2. Zelle Z^. Dadurch wird
ein entgegengesetzt gerichteter Strom durch das Galvanometer
R gesandt und dessen Zeiger somit sehr rasch auf Null zurück-
geführt. Durch diese Kombination von 2 Zellen, die rasch
hinter einander von ein und demselben Lichtstrahl getroffen
werden, wird die Trägheit sehr wirksam bekämpft.
Die Zahl der Kontaktstellen richtet sich naltUrlich nach
der Anzahl der Sortierfarben. Ist ein Kontakt geschlossen,
so wird das der Farbe des Körpers entsprechende Auslatifrohir
— 292 —
der Sortierkapsel geöffnet und der Körper hineinbefördert.
Die zur Beförderung der gleichfarbigen Körper bestimmten
Auslauf röhre aller Einzelgänge vereinigen sich in je ein ge-
meinsames Sammelrohr, welches das sortierte Material in
das für seine Farbe bestimmte Sammelgefäß leitet. Kaum
hat !der zu sortierende Körper das Meßfenster verlassen, so
wird der nächste herangeführt, worauf sich der Arbeitsvorgang
ini der gleichen Weise wiederholt.
. Der Sortierapparat muß natüilich für jede Art von Körpern
eigens geeicht werden, damit man eine Sortierung nach Far-
ben vornehmen kann.
X. Prüfung der Qualität von Lampen.
Bei der Beurteilung der Brauchbarkeit einer Lampentype
kommt nicht bloß die Lichtstärke, sondern; auch die Stetig-
keit der Lichterzeugung in Betracht. Die Unruhe des Lichtes
/wirkt in einem geschlossenen Raum äußerst störend. Mit
Hilfe einer Selenzelle kann man die Schwankungen in der
Lichtstärke einer beliebigen Lichtquelle dauernd registrieren,
lassen. Man bildet einen Stromkreis aus einer Stromquelle^
einer Selenzelle und einem registrierenden Galvanometer oder
Oszillographen (S. 73). Da die von dem Instrument geliefer-
ten Stromkurven die Lichtschwankungen ziemlich gut .wieder-
geben, kann die Einrichtung mit gutem Erfolg dazu benutzt
werden, verschiedene Lampenarten bezüglich ihrer Brauch-
barkeit zu vergleichen. Die Methode eignet sich besonders
dazu, Bogenlampenkonstruktionen und das Elektrodenmaterial,
die Kohlenstifte, auf ihre Qualität zu prüfen. Presser (274)
hat bei derartigen Untersuchimgen mittels Selenzellen recht
günstige Resultate erzielt. Die in Fig. 205 gezeichneten Licht-
kurven sind in dieser Weise gewonnen worden.
XI. Drahtlose Lichttelephonie.
Verbindet man eine Selenzelle mit einer Stromquelle und
einem Telephon und bestrahlt die Zelle mit Licht von wech-
selnder Stärke, so vermögen alle Lichtschwankungen in der
Selenzelle Stromschwankungen imd im Telephon entspre-
chende Tonänderungen hervorzurufen. Es findet also auf
diesem Wege eine Umsetzimg von Licht- in Schallwellen
statt. Wenn ntm auch das umgekehrtie Problem, die Um-
wandlung von Schallwellen in Lichtschwankungen möglichi
wäre, so hätten wir ein Mittel, Toniänderungen in Lichtschwan-
— 2W —
a.
Kkhienftuiai-Giuhlampe
Mienscktuß-Bogaüwnp^
itUine Bogenlampe für ZAmp
^tm h tga ü anpe ftir SAmß
Jkaterörandtampe
JniensiMr - FUtmmenbogeiUampe
Flg. 201
loingen und diese wieder in Tonänderungen umzusetzen; wir
wären also imstande auf einem Lichtstrahl Gespräche in die
Feme zu senden. Tatsächlich besitzen wir geeignete Mittel,
die es ims in einfacher Weise ermöglichen, durch Töne Inten-
sitätsänderungen einer Lichtflamme zu erzeugen und zwar
sind dies vor allem die manometrischen Flammen von König
und der sprechende Flammenbogen von Th. Simon.
Leitet man Gas durch eine manometrische Kapsel, die
seitlich eine Membran mit einem Trichter enthält, zu einem
Spitzbrenner und bricht in den Trichter hinein, so übertragen
sich die Schwingungen der Membran auf das Gas Und die
Flamme und bringen diese zu entsprechenden Intensitätsände-
rungen. Bei unmittelbarer Beobachtung kann man nur ein
Erzittern der Flamme wahrnehmen. Betrachtet man aber die
abwechselnd emporschießende und sich niederduckende
Flamme in einem drehbaren Spiegel, so zeigt sie sich in ein-
— 194 —
zelne durch dunkle ZwiBchenrSume getrennte Flammenbilder
serlegft und zwar ent^richt, wie Fig. 206 zeigt, jedem Vokal
und Konsonanten ein ganz bestimmtes Flammenbild. So-
lange man nicht in den Trichter spricht, brennt die Flanune
ruhig, was in dem Spiegel durch einen ununterbrochenen
Lichtstreifen zum Ausdruck kommt. Es leuchtet ohne weite-
res ein, dafi die während eines Gespräches entstehenden
Flammenbilder auf eine Selenzelle in entsprechender Weise
einzuwirken und ein damit verbimdenes Telephon zu be-
einflussen vermögen.
Eine einfache Vorrichtung, mit der man die Übertragung
von Gesprächen ohne Drahtleitxing demonstrieren kann, ist
A
E
J
V
in Fig, 207 abgebildet. Die Sendestatioa beswht aus einem
Acetylenentwickler, der durch eiTien dicken etwa 33 cm langen
Gummis chl auch mit einer manometrischen Kapsel verbunden
ist; letztere enthält seitlich eine Membran und einen Trichter
zum Hineinsprechen. Das Gas strömt aus dem Entwickler
durch den Schlauch und die Manometerkapsel' zu einem
Spitzbrenner, der eine etwa 1,5 cm hohe Spitzflamme liefert.
Spricht man in den Trichter gegen die Membran, so Übertragen
sich die Schwingungen der Membran auf das Gas und die
Spitzflamme, wodurch das Acetylenlicht zu Intensitä'tsände-
rungen gebracht wird, die den zu übertragenden Schallwellen
genau entsprechen. Die undulierenden Lichtstrahlen werden
mittels einer Linse nach der Empfangsstation gesandt. Diese
besteht aus einer Selenzelle von etwa 100000 Ohm, einem
Telephon vbn hohem Widerstand und einer Batterie von
mindestens 50 Volt, die hintereinander geschaltet sind. So-
bald die von der Sendestation kommenden undulierenden
Lichtstrahlen die Selenzelle treffen, wird der die Zelle durch-
fließende Strom in entsprechende Schwankungen versetzt und
man höit am Telephon alle gegen die Membran gesprochenen
Worte deutlich.
— 296 —
Sollen Gespräche mittdis der Lichttelephonie auf weitere
Entfernungen übermittelt werden, so verwendet man als Licht-
quelle eine Bogenlampe, deren Strahlen mittels eines dreh-
baren Parabolspiegels nach der Empfangsstation gesandt wer-
den und nimmt die Erscheinung des sprechenden Plammen-
bogens, eine geniale Erfindung von Th. Simon (Göttingen),
zu Hilfe.
Flg. 203.
Die Versuchsanordnungy mittels der man den sprechenden
Plammenbogen zeigen kann, ist aus Fig. 208 zu ersehen. Man
bildet einen Stromkreis aus der Stromquelle, der Bogenlampe
B lund dem Bogenlichttransformator T. Letzterer besteht aus
einer Drahtrolle, von der eine geeignete Abzweigung nach
einem Mikrophon M führt. Das Mikrophon besitzt also keine
besondere Batterie, sondern erhält einen Teilstrom der Bogen-
lichtleitung. Spricht man gegen das Mikrophon, so entstehen
in der Abzweigung periodische Schwankungen der Strom-
stärke; diese lagern sich in dem damit verbxmdenen Haupt-
stromkreis über den Hauptstrom und bringen den außer-
ordentlich empfindlichen Plammenbogen zu entsprechenden
Lichtintensitätsänderungen und zur Wiedergabe der in das
Telephon gesprochenen Worte. Werden Gesänge oder Musik-
stücke in der Nähe des Mikrophons aufgeführt und befindet
sich die Bogenlampe in einem großen Saale, so ist die Wir-
kung so deutlich, daß jeder Anwesende im Saale die Vor-
träge hören kaim.
Fig. 20Q enthält das Schaltungsschema für die Lichttöle-
phonie. Die im linken Teile g^ezeichnete Sendestation ent-
spricht genau der Versuchsanordnung für die sprechende
Bogenlampe. Niu* liegt hier der Flammenbogen im Brenn-
punkte eines Parabolspiegels, wodurch die undulierenden
Lichtstrahlen parallel gemacht tmd nach der Empfangsstation
gesendet werden.
pii.aaa.
Die Empfan^^sstation ist recht? abgebildet. In dem Brenn-
punkte rines drehbaren Parabolspieg-els befindet sich eine
Selenzelle, die mit einem Telephon und einer Batterie ver-
bunden ist. Die von der Sendestation ankommenden indu-
lierenden Lichtstrahlen werden iin Brennpunkte des Parabol-
spiegels vereinigt, wie es aus der Figur zu einsehen ist, und
verursachen entsprechende Änderungen des Selen Widerstan-
des bezw. der Stromstärke in der Leitung, so dad man im
Telephon die in das Mikrophon gesprochenen Worte hören
kann. Fig. 210 zeigt die Einrichtimg einer Sendestation, Fig.
211 diejenige einer Empfangsstation. Bei der Sendestation
- »• —
ist in den Hauptstromlcreis ein. Widerstand eingeschritet zur
Regulierung des Bogcnlichtes. Auch in der Abzweigung liegt
ein regulierbarer Widerstand, damit bei hoher Stromst&lce
das Mikrophon vor zu hoher Strombelastung durch Ein-
schalten von W^iderstand geschützt werden kann.
Die Versuche gelingen bei Tageslicht, ja sogar Sonnen-
schein fast so gut als bei Nacht. Man mu'& nur verhindern, daS
die Sonne direkt auf den Parabolspiegel der Empfangsstation
auffüllt. Die Venninderung des Zellenwiderstandes durch das
Tageslicht ist nicht von wesentlicher Bedeutung, da es hier
ja lediglich auf die raschen Schwankungen des BogenUchtes
ankommt.
Eine Verbesserung der Wirkung des sprechenden Flam-
menbogens wird durch die in Fig. 212 dargestellte Schaltung
erreicht. Es wird durch dieselbe verhindert, da& die durch
das Mikrophon verursachten Stromschwankungen den gan-
zen Stromtkreis einschließlich Batterie durchlaufen, wodurch
sie eine wesentliche Schwächung erfahren. Parallel zur
Bogenlampe wird ein Kondensator mit einer Kapazität von
ca. 5 Mikrofarad gelegt und in den Haupt Stromkreis selbst eine
Drosselspule (Selbstinduktionsrolle) geschaltet. Für den von
der Batterie kommenden Gleichstrom ist die Drosselspule ohne
weiteres passierbar, der Nebenschluß mit dem Kondensator
aber gesperrt. Für die beim Sprechen i;i das Mikrophon im
Transformator entstehenden Wechsclsiröme aber ist der Kon-
— 299 —
\wider-
3tond\
Transformator
Kondensator
Batterie
I
Drosselspule
Batterie
Mikrophon
FiR. 2VL
densator nur ein sehr kleiner Widerstand, die Drosselspule
dagegen ein unendlich großer. Die^ lÄtikrophonströme werden
daher nicht über die Batterie, sondern über den Kondensator
fast ungeschwächt auf die Bogenlampe übertragen. Auf diesem
Wege wird eine ganz wesentliche Verbesserung der Deutlich-
keit und Lautstärke erzielt. Das Mikrophon ist hier nicht
parallel zum Hauptstromkreis geschaltet; es liegt in einem
eigenen Stromkreis, der gebildet ist aus> einer kleinen
Batterie II, der Primärspule des Transformators, dem Mikro-
phon tmd einem Vorschaltwiderstand.
Die vom Lampenstrom durchflossene Spule hat mehr
Windungen als die primäre Mikrophonspule. Haupterfordernis
zur Erzielung starker Wirkungen ist die Verwendung einer
Bogenlampe mit möglichst hoher Betriebsstromstärke und
eines möglichst langen Plammenbogens, sowie die Benützung
eines Kömermikrophons von hohem Widerstand (2 — 5 Ohm),
das mit größerer Stromstärke betrieben werden kann. Das
Telephon der Empfangsstation muß besonders empfindlich
sein; dei' Kern wird am besten mit 0,33 mm dickem Silber-
'draht bewickelt, damit der innere Widerstand dem der Selen*
zelle näher kommt. Die Telephonströme können mittels des
Telephonrelais (S. 238) verstärkt werden.
j
Pig. 214.
Was schliefilicb die Entstehung der Schallschwingungen
im Flammenbogen betrifft, so sei darauf hingewiesen, daß
beim Übergang des elektrischen Stromes zwischen den zwei
Kohlenenden diese sowohl als auch die dazwischen befind-
lichen Gase ins GlUhen kommen. Die Ubergelagerten Strom-
flchwingungen aber veranlassen analoge Schwankungen des
Volumens der den Flammenbogen bildenden leitenden Gase.
Simon (163, 164) war der erste, der die lichttelephonische
Übertragung von Gesprächen auf weitere Entfernungen unter
Anwendung des sprechenden Plammenbogens zeigte. Um
den weiteren Ausbau der Licbttelephonie hat sich Ruhmer
(153, 161, 172) sehr bemUht; ihm ist es gelungen, auf 13 km
— 301 —
Gespräche zu übertragen. Fig. 213 zeigt den 60 cm-Schein-
werfer, den Ruhmer als Sendeapparat benutzte; 'der Emp-
fangsapparat ist in Fig. 214 abgebildet.
Die Lichttelegraphie hat vor der Funkentelegraphie den
Vor2aigy daß Unbefugte die Mitteilungen nicht abfangen kön-
nehy hat aber den Nachteil, daß die beiden Stationen einander
sichtbar sein müssen, weshalb der lichttelegraphischen Über-
tragung durch die örtliche Beschaffenheit Grenzen gezogen
sind.
tXber die drahtlose Lichttelegraphie vergl. S. 338.
XII. Photographie der Sprache, selbsttätige
Aufzeichnung von Gesprächen und spätere
telephonische Wiedergabe derselben;
der sprechende Film.
Die Erscheinung des sprechenden Flammenbogens
brachte Th. Simon (Wied. Anm. 64, 233, 1898) auf den Ge-
danken, die dabei auftretenden Lichtschwankungen
photographisch auf bewegtem Bromsilberpapier zu re-
gistrieren. Der Versuch führte zu einem negativen Resul-
tat, Dagegen teilt uns Ruhmer (157, 177), der die Versuche
Simons wiederholte, sehr interessante Resultate mit. Nach
ihm gibt uns die Lichttelephonie ein Mittel an die Hand, Ge-
spräche genau aufzuzeichnen und nachher zu beliebiger Zeit
telephonisch wiederz^ugeben. Die Anordnung der Apparate
ist aus Fig. 215 zu ersehen.
M ist das Mikrophon, T der Lichttransformator, B die
Bogenlampe und A die Stromquelle. Die Wirkungsweise
dieser Anordnung wurde bereits Seite 296 behandelt. Spricht
oder singt man vor dem Mikrophop, so gerät der Lichtbogen
B in Schwankungen, die man mit dem bloßen Auge nicht
sehen, aber aiif einem photographischen Film sichtbar machen
kann. Zu diesem Zwecke befindet sich bei P in einem licht-
dichten Kasten ein Film, der von einer Rolle auf eine andere
aufgewickelt wird. Vor dem Film ist eine Zylinderlinse L
mit der Achse in horizontaler Richtung angebracht. Diese
Linse erzeugt, nachdem sie auf die Kohlenspitzen des Flam-
menbogens eingestellt ist, aiif dem Film eine helle, äußerst
feine Lichtlinie in der ganzen Breite des Films; dabei wird
4as Licht so auf den Film konzentriert, daß die Brennlinie
eben den Film trifft. Nach Beendigung der Aufnahme wird
der Film entwickelt und fixiert. Fig. 216 zeigt das Bild des
unbeeinflußten Flammenbogens bei Gleichstrom; dagegen
— »2 —
B
/
Fig. 215.
veranschaulicht Pig-. 217 einen Teil eines „lichtbesprochenen^^
Films. Der Apparat, mit dem der Pihn durch einen Motor
in Bewegung gesetzt wird, ist in Fig. 218 dargestellt.
Aiif dem lichtbesprochenen Film sind die Lichtschwan-
kungen deutlich sichtbar; jeder Ton hat bestimmte Gruppie-
rungen von Linien hervorg-enifen. Der Film gibt uns ein
getreues Bild des vor dem Mikrophon geführten Grespräches;
wir haben hier eine Photographie der Sprache vor uns.
•
Durch die in Fig. 219 abgebildete Anordnung kann das
Gespräch nach beliebiger Zeit telephonisch wiedergegeben
werden. Man benutzt die zur Herstellung des Films benötigten
Apparate, die Bogenlampe B, die Linse L \md den Film F
und zwar genau in derselben Anordnung, nur wifd hier die
Bogenlampe nicht zum Sprechen, sondern nur zur Beleuch-
tung verwendet. Hinter dem Film befindet sich eine hoch-
empfindliche Selenzelle S, die mit einer Stromquelle Aj imd
einem Telephon T verbunden ist. Rotiert der Film mit der
gleichen Geschwindigkeit wie bei der Aufnahme, so entstehen
in der Selenzelle Stromschwankungen, die den Tönungen des
Films genau entsprechen. Wenn das Licht durch eine hellere
Stelle des Films geht, fließt infolge der Leitfähigkeitsver-
größerung des Selens ein stärkerer Strom durch das Telephon,
ein schwächerer dagegen, wenn das Licht dtirch ' Stellen mit
dunklerer Tönung geht. Die Ströme im Telephon entsprechen
in ihrer Stärke fortlaufend den Tönungen des Bildes auf dem
Film, so daß man im Telephon, während der Film abläuft,
Flg. 218.
genau die Töne hezvr. Worte hören kann, die seinerzeit
in das 'Mikrophon f^esprochen wurden.
So interessant diese Ausführungen auch sind, so muß
hier doch bemerkt werden, daB die Erscheinung iÜr technische
Zwecke noch in keiner Weise ausgenützt wurde. Offenbar
ist der Effekt nicht deutlich genug und die Einführung in die
Praxis mit wesentlichen Schwierigkeiten verbunden. Darauf
— 306 —
deutet auch die Tatsache hin, daß selbst Ruhmer über die
Erscheinung und ihre technische Verwendung späteir' keinerlei
Mitteilungen mehr brachte.
Flowers (479) hat im Verein mit der Physiologischen Ge-
sellschaft in Newyork und der Underwood Typewriter Co. eine
Schreibmaschine gebaut, die zum unmittelbaren
Niederschreiben gesprochener Laute dient. Die
Worte werden in ein hochempfindliches Mikrophon gespro-
chen, wodurch Stromschwankimgen entstehen, die durch ein
Gasentladungsrelais X®. 238) entsprechend verstärkt werden
können. Die beim Sprechen entstehenden Stromänderungen
gehen durch die Primärwickelung eines Transformators, in
dessen sekundärem Stromkreis eino Anzahl elektrischer Re-
sonanzkreise liegen, die auf die verschiedensten Schwingtmgs*
zahlen zwischen 100 und 2500 sekundlich abgestimmt sind.
Jeder Resonanzkreis besteht (Fig. 220) aus einem Elektro-
magnet, einem Anker und einem Kondensator. Stimmt man
Elektromagnet und Kondensator genau auf einander ab, so
ummmmmm
JCmJ im ^ Ar
Fig. 220.
läßt es sich erreichen, daß Jeder Schwingungskreis nur bei
einer ganz bestimmten Schwingungszahl in Resonanz gerät.
Die beim Sprechen im Mikrophon entstehenden und auf den
Sekundärkreis übergetragenen Stromschwankungen durch-
fließen sämtliche Resonanzkreise, da diese parallel an die
Sekundärleittmg angeschlossen sind, erregen aber immer nur
den ihrer Schwingungszahl entsprechenden zur Resonanz.
Dadurch wird der zugehörige Elektromagnet und der gegen-
Dai S«leii.
20
— 3M —
überliegende Anker beeinflußt und ein aiif letzterem sitzendis
Spiegelchen in periodische Schwingungen versetzt. Atif das
Spiegelchen fällt ein Lichtstrahl, der nach dem Rande dner
Selenxelle zurückgeworfen wird. Die Selenzelle bildet mit
einer Batterie und einem Farbschreiber einen Stromkreis. So-
bald ein Laut ertönt, wird ein Spiegelchen in Schwingungen
versetzt und die Selenzelle durch die Lichtschwingungen be-
einfluBt. Dadurch soll erreicht werden, daß der Farbschreiber
auf dem Papierstreifen WellenzUge wiedergibt, die für den
betreffenden Laut oder Buchstaben charakteristisch sind. Wer-
den Worte gesprochen, so geraten die zugehörigen Spiegelchen
der Reihe nach rasch hintereinander in Schwingungen, in der
Selenzelle entstehen entsprechende Stromschwankungen und
auf dem Papierstreifen zeigen sich WeAlenzügc von verschie-
dener Amplitude, aus deren Form man die gesprochenen Worte
erkennt. Der Apparat soll in den Dienst der vergleichenden
Sprachforschung gestellt werden.
In ähnlicher Weise suchte man Vorrichtungen zur Wie-
dergabe der Sprache beim Lichtspiel (Kinemato-
graph) zu bauen, indem die Schallschwingungen in Licht-
schwankungen umgesetzt und die Aufnahme der G^enstände
und Töne auf dem gleichen Filmetreifen voigenommen wurde.
Die Registrierung der Schallwelleit erfolgte gewähnlich mit
Spiegelinstrumenten, deren Spiegel chen den Schallwellen
genau entsprechende Schwingungen ausführten, einen
auf sie treffenden Lichtstrahl auf eine photographische
Flg 221
Schicht reflektierten und atif dieser linien- oder flächen-
förmige Aufzeichnungen vornahmen. In F^. 221 ist ein
Stück eines derartigen Pilms wiedergegeben. Führt man
den Film zwischen einer Lichtquelle und einer Selenzelle
hindurch, so wird die Selenzelle von Licht wechselnder Stärke
getroffen; dadurch entstehen in dem zugehörigen Stromkreis
Stromschwankungen, die sich auf einen Lautgeber übertragen.
Die Wirkung muß durch Anwendung des Telephonrelais ver-
stärkt werden. Versuche mit dem sprechenden Film werden
■ZOT Zelt vorgenommen.
— 307 —
Xni. Blindenlesemaschinen
und Lichthören
Da wir die meisten Vorstellungen von der Außenwelt dem
Auge verdanken, ist das Augenlicht als der wichtigste Sinn
und das Fehlen desselben wohl als der schwerste Verlust an-
'susehen« der einen Menschen treffen kann. Der Blinde wäre
■zur Hilflosigkeit oder wenigstens zur Ausführung geistloser
mechanischer Arbeiten verurteilt, wenn man ihm nicht durch
schulmäßigen Unterricht neue Bahnen öffnen würde. Es
muß ihm der Weg gezeigt weiden, wie der fehlende Sinn
durch die noch vorhandenen Sinne ersetzt werden kann. Da
als Ersatz des Auges der Tastsinn und das Gehör in Be-
tracht kommen, ist auf eine möglich feine Durchbildung dieser
Sinne besonderes Gewicht zu legen. Tatsächlich können wir
uns bei Beobachttmg eines Blinden davon übe.izeugen, daß er
in der Ausbildimg des Tastsinnes xind des Gehöres einen
hohen Grad von VoUkonunenheit erreicht hat, weit höher
als der sehende Mensch.
Um die geistigen BedlMnisse der Blinden zu fördern, hat
man die Buchstaben erhaben dargestellt, so daß sie der Blinde
durch Abtasten erkennen kann; man hat jedoch bald er-
kannt, daß dem Blinden die Arbeit des Lesens wesentlich
erleichtert wird und das Lesen weit schneller vor sich geht,
wenn man statt der Reliefbuchstaben ein aus eint^elnen er-
habenen Punkten bestehendes Schriftsystem anwendet. Seit
1879 ist als Weltschrift für Blinde in allen Kulturstaaten die
Braillesche Punktschrift eingeführt^ bei der sämtliche
Schriftzeichen dtirch Gruppen von erhabenen Punkten dar-
gestellt werden.
An ein gewaltiges Problem ist man in neuerer Zeit heran-
getreten, indem man dem Blinden die gewöhnliche
Druckschrift durch eine maschinelle Vorrichtung izum
Bewußtsein zu bringen sucht; man will den Blinden befähi-
gen, Zeitungen imd Bücher in der gewöhnlichen Schrift zu
lesen. Die Verwirklichung dieser Idee ist auf zweifache Weise
denkbar, nämlich durch Umsetzen der Schriftzeichen in eine
erhabene Punktschrift oder auch in Töne; im ersteren Falle
würde dem Blinden die Schrift durch dasi Gefühl, im letz-
teren durch das Gehör übermittelt. Wie lassen sich mm die
Buchstaben, die beständigen Wechsel von Weiß und Schwarz,
von Hell und Dunkel, in Arbeitsleistungen umsetzen? Dazu
gehört imbedingt eine Vorrichtung odei' Substan!z, die ge-
stattet, Lichteneigie in einie andere Energieform übenniführen.
Verwirklicht werden sollte die Idee natürlich wieder mit der
Selenzelle.
20*
— 308 —
Die ersten Versuche, die hauptsächlich von englischer und
amerikanischer Seite ausgingen, beizweckten das Gehör xur
sinnlichen Wahrnehmung der Schriftzeichen heranzuziehen»
Bildet knan einen Stromkreis aus einer Stromquelle, einem
Telephon und einer Selenzelle imd belichtet letztere mit
Licht von wechselnder Stärke, so vermögen alle Andeningen
der Lichtstärke entsprechende Stromschwankungen hervorzu-
rufen, so daß das Telephon ertönt. Es läßt sich auf diesem
Wege Licht in Elektrizität tmd diese wieder im Schall um-
setzen. Umgekehrt kann man aus dem Wesen der Telephon-
geräusche wieder auf die Art der' Beleuchtung schließen.
Der Engländer Fouxni^r d'Albe (393) baute vor ungefähr
vier Jahren einen Apparat, der Licht in Schall umsetzen und
den Blinden befähigen soll, Dasein und Intensität des Lichtes
durch das Ohr wahi*zunehmen. Er nannte den Apparat des-
halb Optophon (Lichttöner, Lichthörer). Fig. 222 zeigt
ims die Anordnxmg der einzelnen Teile. In der Brücke liegt
die Batterie B, in den ein*zelnen Zweigen beHnden sich die
Selenzellen Se^ und Se2, sowie die variablen Graphitwider-
Fig. 222.
stände C^ und C^. Durch entsprechende Einstellung des Re-
gulierwiderstandes R kann man es ermöglichen, daß kein
Strom durch das Telephon T fließt, wenn beide feilen im Dun-
keln liegen. Fällt Licht auf die eine der Selenizellen, während
die andere verdunkelt bleibt, so vernimmt man ein momentanes
Summen im Telephon, und zwar um so deutlicher, je größer
die Stärke der auffalleifden Strahlen war. Da man in einem
-- 309 —
Telephon einen konstanten Strom nicht hört, wird der durch
das Telephon gehende Strom mittels des Uhrwerks U etwa
zehnmal in der Sekunde imterbrochen und dadurch hörbar
gemacht. Liegen also beide Zellen im' Dunkeln, sp ist das
Telephon stromlos und man hört keinen Ton. Bestrahlt man
aber die eine der Zellen, so fließt ein Strom durch das Tele-
phon imd man hört während der Dauer der Belichtung einen
Ton; dieser verschwindet erst wieder, wenn die Selenzelle
v^dunkelt wird.
Mit einem solchen Apparat kazm der Blinde feststellen,
ob es hell oder dunkel ist, wann es Tag und Nacht wird.
Sucht der Blinde mit der Selenzelle das Zimmer bei Tag ab,
so kann er die Umrisse der Fenster erkennen, er kann die An-
wesenheit von Gegenständen und Personen feststellen, wenn
deren Farbe oder Kleidung sich scharf von dem Hintergrund
abhebt, er kann durch die Tonänderungen die Zahl der Per-
sonen feststellen (S. 254), die z. B. an einem Fenster vorbei-
gehen, er kann bei Nacht die Richtung nach der brennenden
Lampe finden u. a.
Foiunier d'Albe hat noch eine weitere Vorrichtung er-
sonnen, mit der er die gewöhnliche Schrift dem Blinden zum
Bewußtsein bringen wollte. Fig. 223 izeigt uns die Versuchs-
anordnung. W ist eine weiße Wand oder ein Schirm, von
dem das Licht mittels der Linse L auf die Selentafel S fällt.
Von letzterer führt ^die elektrische Leitung lun den Elektro-
magnet E zur Batterie B, von da zum Telephon T und über
die Widerstände W^ und W2 sowie den Zeiger Z ^zurück nach
S. Der Zeiger Z ist drehbar und schaltet je nach seiner Stel-
lung bei W2 mehr oder weniger Widerstand ein. Die Zeiger-
stellung wird durch den Elektromagnet E beeinflußt, der je
nach der Belichtung der Selentafel mehr oder weniger durch
w
.-:.'
X '
' C .
Fig. 223.
— 810 —
den Leitung^strom erregt wird und dementsprechend die mit
dem Zeiger verbundene Metallplatte P anseht. Die Anbrin-
gung des Zeigers hat den Wert, die durch die Lichtdifferen^en
hervorgerufenen Stromschwankungen im Stromkreis 4urch ent-
sprechende mechanische Änderungen des Widerstandes Wg
noch !zu verstärken. Die Selentafel besteht nicht aus einer,
sondern aus sieben Selenzellen, die ungefähr die in Fig. 224
abgebildete Anordnung haben. Dabei ist jede SelenizeUe durch
die um den Elektromagnet £ führende Leitung mit einem
eigenen Lautgeber im Telephon vei^oimden.
Dieses Optophon ist also gleichsam aus sieben Opto-
phonen der vorigen Art, das nur einen einzigen Lautgeber ent-
hält, 2usanunengeset2t. Zur Verstärkung der Telephonströme
wurden Telephonrelais (S. 238) benutzt. Da das Telephonhör-
rohr mittels eines Bügels vor das Ohr gehängt werden kann,
hat 'der Hörende die Hände aatr Bedienung des Apparates frei.
Wird nun beim Schirme W (Fig. 223) ein leeres weißes
Papier vorbeigeführt, so veribinden sich infolge der Wirkung
der 7 Selenzellen 7 Töne zu einer lauten Dissonanz im Tele-
phon, während bei schwarzem Papier kein Ton zu hören ist.
Bewegt man aber verschiedenartige Buchstaben (Fig. 224 und
225), 'die durch die Linse L entsprech)end vergrößert werden,
bei W vorbei, so ist der Gesamtakkord der durch die Zellen
hervorgebrachten Töne je nach der Art der Buchstaben
anders gefärbt.
Pig. 224 Fig. 2i3.
Der Lichthörer von Foumier d'Albe hat nach mehrfachen
Änderungen die in Fig. 226 angegebene Form erhalten. Vor
einer kräftigen Nernstlampe N rotiert eine durchlochte Scheibe
S, die mehrere Lochkreise enthält, so daß von der Scheibe in
gewissen Zeitabschnitten Lichtimpulse ausgehen. Die Licht-
strahlen werden von einem Prisma reflektiert und mittels de^i
Bfcr-------:
Motor.
Talephon-l^clai».
Linse L auf den Spalt O der Lesefläch« geworfen. Zieht man
über den Spalt ein Blatt Papier hinweg, 90 wird die darunter
angebrachte Selenzellenenordnung Se von dem zurückgestrahl-
ten Lichte intermittiereQd beleuchtet. Ist das Blatt mit einer
Druckschrift versehen, so wird das SelenzellenBystem bald
belichtet, bald beschattet, je nachdem die vom Licht
getroffene Papierfläche weiß oder schwarz ist. Mit jeder
Selenzelle ist zur Verstärkung der Wirkung ein Telephonrelais
verbunden und an letzteres ein Telephon angeschlossen.
Der Amerikaner Brown in Jowa City (492) suchte das
OptophoQ dadurch zu verbessern, daS er ganz winzige Selen-
präparate, Selenkristalle, in großer Anzahl verwendete. Die
Versuchs«nordnung des Brownschen „Kristallphonoptikons"
ist «US Fig. 227 ersichtlich. Durch eine optische Vorrichtung
wird auf dem Papierblatt ein schmaler heller Streifen 1 erzeugt
und der Apparat längst der Druckzeile verschoben. Die Linse^
2 wirft von dem Streifen ein Bild auf die gegenüberliegende
Selenkristallanordnung 3, von der nur ein Teil gezeichnet ist.
Jeder Selenkristall liegt in einem eigenen Zweig der Wheat-
stoneschen Brückenschaltung. In der einen Verzweigung be-
finden sich die Widerstände 7 und '5, in der anderen der
Widerstand 8 und je ein Selenkristall 3. Die Brücke fühn
— 312 —
von 4 über je ein Telephon 15 und einen Unterbirecher 12 nach
dem Abzweigpunkt 9; bei 6 liegt die Batterie. Jedes Tele-
phon gibt je nach der Zahl der Unterbrechungen einen ver-
schiedenen Ton. Gehen nun die Schatten der Buchstaben-
bilder beim Verschieben des Apparates der Reihe nach diuch
den Spalt, so treten Klangänderungen im Telephon »auf.
Flg. 227.
P. Lazarus hat am 23. Februar 1916 in der Berliner medizi-
nischen Gesellschaft einen Lichthörer ähnlicher Konstruktion
vorgeführt, durch den sich ein Kriegsblinder in einem Saale
zu orientieren vermochte.
Der hauptsächlichste Nachteil all dieser Optophone beruht
datin, daß die zahlreichen Tonverbindungen, die dabei auf-
treten, selbst nach langer Übung kaum von einem recht gut
musikalisch veranlagten Gehör richtig erfaßt werden können.
Denn jede Zelle verursacht beim Vorbeigleiten eines Buch-
stabenbildes zahlreiche Tonvariationen, und da sich noch
- 313 —
außerdem die Tonänderungen von ca. 7 Lautgebem in einem
einzigen Hörrolir vereinigen, erhält man nnfafibare Tonge-
ränsclie. Ferner sind zur Verstärkung der schwachen Ströme
sieben teuere und umfangreiche Telephonrelais nötig, so daß
ein derartiger Lichthörer ein kostspieliges Kunstwerk wiirde.
'Was nun die von Brown vorgeschlagene Anwendung winziger
Selenpräparate betrifft, so ist darauf zu verweisen, daß die in
dem gioßen spezifischen Widerstand des Selens liegende
Schwieligkeit sich immer mehr bemerkbar macht, je kleiner
die Abmessungen der Selenzellen sind. So schreibt Korn (486)
zu der Mitteilung, daß die Blinden unter Anwendung von
Telephonrelais mit dem Brownschen Apparat bereits gelernt
hätten, die Klangfarbe von mehreren etwas vergrößerten Buch-
staben zu unterscheiden: „Diese Nachricht ist natürlich mit
Vorsicht aufzunehmen, solange nicht genaue, wissenschaftlich
begründete weitere Nachrichten vorliegen. Man kann sehr
wohl daran denken, an Stelle der üblichen Abmessungen der
Selenzellen Selenpräparate kleinerer Größen zu verwenden,
man muß aber bedenken, daß die in dem großen spezifi-
schen Widerstände des Selens liegende Schwierigkeit sich
immer mehr bemerkbar macht, je kleiner die Abfnessungen
der Selenpräpaxate sind, und wenn auch die zur Zeit zur Ver-
fügung stehenden Telephonrelais ganz ausgezeichnete Ver-
stärkungen zu leisten inistande sind, so ist doch in keinem
Falle daran zu denken, daß üuf diesem Wege d. h. unter Ver-
wendung von Selenstäbchen ein praktischer Erfolg erzielt wer-
den kann. Es ist anzunehmen^ daß Brown durch Verwendung
besonders guter Telephonrelais die Untersuchungen Foumier
d'Albes verfeinert hat, daß aber einige allzu optimistische
Berichterstatter in einer Verkleinerung der Selenpräparate die
praktische Lösung des Problems zu sehen glaoibiten.'' Ich
möchte hier noch auf einen sehr wichtigen Punkt hinweisen.
Infolge der Inkonstanz der Selenzellen, d. h. der im Laufe der
Zeit sich vollziehenden Änderungen des Dunkelwiderstandes
und der Lichtempfindlichkeit ändern die Grundströme in
den Selenzellen allmählich ihre Stärke, selbst wenn die
Lichteindrücke dieselben bleiben. Besteht nun ein Apparat
aus vielen Selenzellen, die gewöhnlich verschiedenartigen
Änderungen unterworfen sind, so entstehen mit der Zeit immer
neue Dissonanzen im Telephon. Angenommen also es hätte
ein Blinder wirklich gelernt einige Buchstaben nach den
Dissonanzen zu unterscheiden, so ist zu befürchten, daß er
dieselben vielleicht schon nach kurzer Zeit nicht mehr er-
kennt; der Blinde müßte also immer wieder umlernen. Es
scheint mir daher auf diesem Wege ein dauernder .Erfolg
überhaupt ausgeschlossen; dem Optophon dürfte in dieser
Form keine Zukunft beschieden sein.
— 814 —
Da die Übertragung der Buchstaben durch das Gehör
vom physiologischen Standpunkte aus bedenklich erscheint,
haben M. Pin^enhagen und ich (494) den Weg einge-
schlagen, dem Blinden die Druckschrift durch das Gefühl
zum Bewußtsein zu bringen. Die ersten Arbeiten meines
Mitarbeiters Pinaenhagen fallen schon in das Jahr 1913, wäh-
rend ich erst später mich an der Lösung des Problems be-
teiligt habe.
Der Grundgedanke, auf dem die Blindenlese-
maschine von Pinzenhagen und Ries beruht, ist
der, daß die Buchstaben in Bildpunkte zerlegt,
die Bildpunkte mittels Selenzellen in Strom-
stöße umgesetzt upd dadurch Tast- oder Reiz-
vorrichtungen betätigt werden, die durch ent-
sprechende Reizungen der Pinger dem Blinden
die Buchstaben zum Bewußtsein bringen; der
Blinde hat das Gefühl, als gleite ihm die Druck*
Schrift in Porm einer großen, erhabenen Punkt-
schrift unter den Pingern hindurch.
Die Lösung dieses Problems wäre aber unmöglich ge-
wesen, wenn es nicht gelungen wäre, ein ganz neues und ein-
faches, wunderbares Relais zu erfinden, das nicht bloß auf
die schwachen Effekte ausreichend anspricht, sondern uns
auch "unabhängig macht von den schädlichen Eigenschaften
des Selens, von der Trägheit und Inkonstanz. Dieses Relais,
das nur auf die Unterschiede von Hell und Dunkel reagiert,
habe ich Differentialrelais (S. 226) genannt.
Die Blindenlesemaschine besteht aus drei Hauptteilen,
der optischen und Selenzellenanordnung, dem Lesetisch und
der elektrischen Apparatur. Durch ein Linsensystem wird
von einem ganz schmalen Streifen der Lesefläche ein ver-
größertes Bild entworfen und auf ein System von 8 neben-
einander liegenden Selenzellen projiziert. Solange der Licht-
streifen die weiße Papierfläche trifft, ist das Selenzellensystem
beleuchtet; geht aber ein Buchstabe durch den Lichtstreifen,
so wird das Zellensystem durch die Schattenbilder der Buch-
stabenpunkte verdunkelt. Wir denken uns jede Drdckzeile
durch parallele Linien in 8 Teile zerlegt, wie es in Pig. 228
bei dem Wort „Truppe" durchgeführt ist. Der Buchstabe T
des Wortes Truppe zerfällt demnach in 6, u in 4, p in 6
verschieden liegende Teile. Die von den einzelnen Bild-
punkten des Wortes Truppe entworfenen Schattenbilder ver-
teilen sich in der aus Pig. 229—231 ersichtlichen Weise über -
das Selenzellensystem. Der Buchstabe T wirkt zuerst nur
auf die Zelle 1, dann gleichzeitig auf die Zellen 1 bis 6
(Pig. 229), schließlich wieder nur auf 1. Der Buchstabe u
beschattet niu- die Zellen 3 bis 6 (Pig. 230), während das p
die Zellen 3 bis 8 (Pig. 231) beeinflußt. Die Beschattung der
— 315 —
Flg. 228.
Flg. 229.
Flg 2jn.
Flg. ai.
n dem die BUd-
tiber den dünnen
Zellen erfolgt in demjenigen Augenblick,
pimktc über eine ganz bestimmte Stelle z, l
Streifen a in Fig. 228 gehen.
In Pig. 232 ist die optische Einrichtung und Selenzellen-
anordniuig dargestellt Wir müssen uns das Wort „Truppe"
Selen -Zellenanordnung.
— 317 —
senkrecht zur Bildfläche von unten nachl oben so "darchge-i
zogen denken, daß die 8 Zeilen des Schriftbildes „Truppe**
bei B mit den Zeilen 1 — 8 sich decken.
Man hat nun dafür zu sorgen, daß die durch die Schatten-
bilder in den Zellen hervorgerufenen Stromschwankungen zur
Betätigung geeigneter Apparate ausgenütrt werden. Ist jede
Selenzelle mit einer Tastvorricfatung verbimden, die beim "Et*
scheinen eines Schattenbildes durch den entstehenden Strom-
stoß gehoben werden kann, so könnten die Buchstaben durch
die sich hebenden Tasten oder Stifte in Form einer erhabe-
nen Punktschrift für den Sehenden sichtbar, für den Blinden
fühlbar gemacht werden.
E,
1.5tromKreii.
ZSlromKreis.
E.
^VVVWW\A
Fig. 233.
— 318 —
Die Schaltung einer einzelnen Selenzelle ist aus Fig. 233
ersichtlich. Es existieren 2 Stromkreise. Der erste Strom-
kreis ist gebildet aus der Stromquelle £^, der Selenzelle Z
und dem Differentialrelais D; der zweite besteht aus der Kon-
taktvorrichtung des Differentialrelais D, der Stromquelle Ej
und der zum Reizen der Pingte nötigen Reiz- oder. Tastvor-
richtung T. Bei Belichtung der Selenzelle Z ist der 2. Strom-'
kreis unterbrochen ; wird aber die Zelle durch das Schattenbild
eines Bildpunktes verdunkelt, so wird der 2. Stromkreis für'
die Dauer der Verdunkelung geschlossen und die Vorrich-
tung T betätigt.
Die Gesamtschaltung ist in Fig. 234 dargestellt, wo Z die
Selenzellen, D die Differentialrelais, T die Reizvorrichtungen
bedeuten. Infolge des hohen Selenwiderstandes und des ganz
geringen Stromverbrauches kann man die 8 Selenzellen an
eine einzige Stromquelle E^ in Parallelschaltung anlegen. In
der gleichen Weise sind die Tastvorrichtungen an die Strom-
quelle Eo angeschlossen. Es sind gleich viele Selenzellen,
Differentialrelais und Tastvorrichtungen angebracht und zwar
in unserem Falle je acht. Tritt z. B. der Buchstabe p in das
Bildfeld ein, so werdeit gleichzeitig die Selenzellen 3 — 8 und
die zugehörigen Differentialrelais D^ bis Dg beeihfluAt; letz-
tere aber betätigen wieder die Tastvorrichtungen Tg bis Tg.
Damit die BuchstabenbUder der Reihe nach auf das Selen-
zellensystem geworfen werden, muß man entweder die mit
dem Zellensystem festverbundene optische Anordnung läags
der Zelle von links nach rechts verschieben oder den Lese-
stoff von rechts nach links. Hierauf ist eine zur Zeilenrichtung
senkrechte kleine Bewegung nötig, um die Buchstaben der
nächsten Zeile projizieren zu können. Die Lesevonichtung
muß demnach aus 2 verschiebbaren Einrichtungen bestehen.
Bei dem in Fig. 235 abgebildeten Lesetisch ist der Lesestoff
verschiebbar. Grundplatte I, .welche die Verschiebung von
Zeile zu Zeile ermöglicht, wird durch einen leichten Druck
der in der Tastvorrichtung liegenden Fingerspitzen nach vom
verschoben. Eine mit der Grundplatte fest verbundene Schie-
nenvorrichtung II, die den Lesestoff trägt, ermöglicht die Be-
wegung längs der Zeile. Vom am Lesetisch sehen wir mehrere
Vertiefungen, in denen die Tastvorrichtimgen sich befinden.
Die 4 Finger der linken Hand liegen in den links angebrachten
Näpfen, die 4 Finger der rechten Hand in den rechts vorge-
sehenen ; dagegen greifen die in der glitte bef indlich^i Daumen
in je eine Hebelvorrichtung SS bezw. J J ein. Während die
8 Finger in den Näpfen ruhig liegen bleiben, haben die beiden
Daumen von Zeit zu Zeit ihre Hebelvorrichtungen zu be-
tätigen. Die Einrichtung ist so getroffen, daß bei der ruck-
weise erfolgenden Vorwärtsbewegung* der Grundplatte, wie sie
zum Zwecke der Verschiebung von Zeile zu Zeile nötig ist^
— 319 —
— 320
Fig. 235.
eine Vorrichtung ausgelöst wird, die automatisch die Hin- und
Herbewegung der Platte II veranlaßt. Es fällt nun dem Dau*
men der linken Hand die Aufgabe za^ die Geschwindigkeit der
Bewegung zu regeln. Besonders der Anfäjoger wird es nötig
haben, die Verschiebung des Lesestoffes längs der Zeile
mittels eben dieser Vorrichtung SS zu verlangsamen. Während
sich der Lesestoff von links nach rechts bewegt, wird die
Stromquelle B2 zur Vermeidung von Störungen automatisch
ausgeschaltet. Noch sei erwähnt, daß durch eine besondere
Vorrichtung der Abstand von Lesefläche und Objektiv der
optischen Einrichtimg stets gleich bleibt und daß, sobald durch
Abtasten die Entfernung zweier Zeilen gefunden ist, die Vor-
wärtsbewegung der Grundplatte I von Zeile zu Zeile ruck-
weise immer in gleicher Größe ausgeführt werden kann. Die
/, entsprechende Einstellung übernimmt der Daumen bei JJ.
Zu beachten ist femer, daß nicht alle Schriften gleich groß
— 321 —
sind, weshalb noch eine scherenartig'e Vorrichtung angebirachtl
ist, durch die das Selenzellensystem in die entsprechende
Lage gebracht werden kann. ^
Die Reizung der Pinger läßt sich auf verschiedene Weise
erreichen. Man kann in jedem der 3 Näpfe eine Tastvorrich-
tung anbringen, die den Pinger nicht berührt, Isolange die zu-
gehörige Selenzelle beleuchtet ist. Pallen aber auf einzelne
Zellen Schattenbilder, so werden die entsprechenden Tasten
auf elektromagnetischem Wege gehoben luid die Pinger be-
rührt. Da nun die bloße Berührung besonders bei schnellerem
Lesen kein sicheres Empfinden hervorruft, berührt die Taste,
solange das Schattenbild auf die zugehörige Selenzelle wirkt,
den Pinger nicht dauernd, sondern mit r'aschen Unterbrech-
ungen; dies kann durch Verbindung eines selbsttätigen Unter-
brechers U mit der Tastvorrichtung T (Pig. 233) erreicht wer-
den. Außer der Anwendimg der Vibration kann die
Reizung der Pinger durch verschieden starke Erwärmung
der Tasten oder durch geeignete Elektrisierung der Pin-
ger erfolgen. In letzterem Palle besteht die Reizvorrichtung
aus einem gespaltenen Napf; dieser ist mit den Polen einer
entsprechenden Induktionsvorrichtung verbunden, deren pri-
märe Rolle im 2. Stromkreis liegt.
Nach mehrfachen Änderungen (4Q3, 510) erhielt die Ein-
richtung der elektrischen Reizung die aus Pig. 236 ersichtliche
Porm. D ist. ein Differentialrelais, R^ Rg die aus einem Jge-
spaltenen Napf bestehende Reizvorric.htung, I ein Induk.or
mit Dauerbetrieb, der 8 einzelne Sekundärwickelungen für
die 8 Reizvorrichtungen trägt.
IIIIIIIE
Fig. za»'..
Wenn nun die Schattenbilder der Buchstaben über das
Zellensystem hinweggleiten, so beeinflussen die Bildpunkte
die zugehörigen Selenzellen und Relais und diese wieder die
Das Scleo.
21
— S22
entsprechenden Reizvorrichtungen. Die Wirkung ist also die
gleiche, als wenn dem Blinden die Buchstaben in Poim einer
großen erhabenen Punktschrift luiter den in einer geraden
Linie gedachten Fingerspitzen (Fig. 237) hindurchgleiten.
■irj:
Fig 237.
Bei der Blindenlesemaschine von Finzenhagen und Ries
wird demnach ein Buchstabe in mehrere Bildpunkte zerlegt,
von denen jeder auf eine bestimmte Selenzelle wirkt; die
dadurch hervorgerufenen Stromstöße betätigen Tastvorrich-
tungen mit verschiedenartigen Reizen und teilen den Fingern
des Blinden die Bildpunkte g'enau in der dem Buchstaben
eigenen Reihenfolge mit, so daß der Blinde die Vorste lung
bekommt, als gleite ihm eine große erhabene Punktschrift
unter den Fingern durch. Wenn nun auch bei dieser Art der
Übertragung der Blinde mehr Einzielheiten von einem Buch-
staben erhält als bei der jetzigen Blindenschrift, so wird er
trotzdem keine Last beim Lesen empfinden, wie es z. B. bei
der früheren Reliefschrift der Fall war, da er die Schrift nicht
aufzusuchen und abzutasten hat, sondern sie ohne Bewegung
der Fingerspitzen mitgeteilt erhält. Zur Zeit werden Versuche
unternommen, jede Druckzeile in nur fünf Teile zu zerlegen
und die Zahl der Tasten auf fünf herabzusetzen. Je weniger
Einzelheiten von einem Buchstaben der Blinde izur Erfassung
der Schrift nötig hat, desto einfacher und billiger wird die
Maschine. Die Blindenlesemaschine ist nicht an das Vor-
handensein einer elektrischen Leitung gebunden; sie ist viel-
mehr in jedem einfachen Hause betriebsfähig. Denn die
elektrische Beleuchtung kann durch Azetylenlicht ersetzt wer-
den, die Tastvorrichtung erfordert nur 1 — 2 Elemente, wäh-
rend für den Betrieb der Hauptleitung eine größere Trocken-
batterie oder geeignete Taschenlampenbatterie genügt, da bei
dem hohen Widerstände Icies ßelens (ier ßtromverbrauch außer-
ordentlich klein ist. Einen fertigen Apparat dieser Art gibt
es zur Zeit noch nicht.
Zum Schlüsse sei noch auf die Broschüre von Ohr. Ries
„Blindenlesemaschine^', Verlag Huber, Diessen vor MÜQchen,
1916 mit 43 Abbildungen hingewiesen.
— 323 —
Obwohl mir die Übertragung der Buchstaben durch das Ge-
hör, wie schon betont, vom physiologischen Standpunkte aus
bedenklich erscheint, will ich doch einen von mir gemachten
(494, 4Q6) Vorschlag zum Bau eines Lichthörers, der auf dem
eben an|^egehenen Prinzip beruht, nicht unerwähnt lassen.
Es ist, wie wir gesehen haben, jeder Zeit möglich, Buch-
staben in Bildpunkte aufzulösen und diese mittels Selen^zellen
in Stromstöße umzusetzen. Diese Ströme kann man dazu
benutzen, genau bestimmte Töne zu erregen. Verwendet
man die bekannte, in Fig. 233 abjgebildete Schaltung und ersetzt
die Reizvorrichtung T durch einen tönenden Körper, der bei
Beeinflussung der zugehörigen Selenzelle etwa auf elektro-
magnetischem Wege erregt wird, so kann m'an die Bild-
punkte in genau bestimmte Töne umwandeln. Da diese nie
alle gleichzeitig erklingen, sondern nur einzeln oder in ganz
gewissen Gruppen, so kann man bei geeigneter Auswahl der
Töne aus deren Reihenfolge und Zusammenstellung leicht
auf die Form des Buchstabens schließjen. Während es bei
dem oben beschriebjenen Optophon eine ungeheure Zahl von
Tonverbindungen und Tonvariationen g^t — äbgese/ien von
den anderen großen Schwierigkeiten — , liegen hier die Ver-
hältnisse sehr einfach. Mein Optophon, das die Bildpunkte
der Buchstaben in 8 bestimmte, unveränderliche Töne um-
setzt, gleicht einem Gesang, der von einem Notenblatt gesun-
gen wird. Wie sich ein Musikkundiger nach' d/em Liede die
Notenschrift genau vorstellen kann, so erkennt auch der Blinde
nach einiger Übung aus den Tönen meines Optophons die An-
ordnung der 3uch8tabenpunkte und somit die Buchstaben
selbst.
Die zarten Töne der 8 Tonerreger (Lautgeber) werden in
einem Hörrohr verdichtet, das man über das Ohr stecken
kann, so daß der Blinde die beiden Hände zur Bedienung der
Lesevorrichtung freibekommt.
Hufschmidt (502) hat kürzlich ein Verfahren angegeben,
bei dem der Gesichtssinn ebenfalls durch den Tastsinn er-
setzt werden soll. Hufschmidt benützt eine aus sehr vielen
kleinen Selenzellen bestehende Selenplatte Z (Fig. 238), die
auf der Stime zu tragen ist. Die SeleD{>latte is^ direkt in den
sekundären Stromkreis eines Induktionsapparates eingeschal-
tet, so daß der Induktionsstrom durch die einzelnen Selen-
zellen auf Metallstifte, welche die Stimhaut berühren, über-
gehen kann. Während im Dunkeln ider Strom nicht fühl-
bar ist, sollen bei Belichtung einzelner Selenzellen durch die
zugehörigen Metallstifte an den betreffenden Hautstellen ge-
linde Reize hervorgebracht werden, aus deren Stärke und
Anordnung der Blinde ein Bild von den Vorgängen be-
kommen soll.
21*
— 324 —
Flg. 238.
Dieser Vorschlag von Hufschmidt zeichnet sich durch
größte Einfachheit aus, leider aber ist es mir bei derartigen
Anordnungen niemals gelungen, irgend welche für die Gefühls-
nerven merkliche Schwankungen des Induktionsstroms bei so
geringen Lichtintensitäiea festzustellen. Dazu kommen dann
noch die Nachteile der winzigen Selenpräparate. Eben wegen
des vollständig unbefriedigenden Ausfalles jener Versuche
mußten wir uns bei dem Baufe uns^erer Blindenlesemaschine
dazu entschließen, die nötigen Unterschiede in der Stärke
der Induktionsströme durch Vertnittlung von Helais zu er-
zeugen.
Einen interessanten Vorschlag zur Umsetzung der' Druck-
schrift in Sprachlaute bringt L. Machts (489, 490). In Fig. 239
stellen die im linken Teil eingezeichneten kleinen Quadrate
die Anordnung von sehr kleinen Selenpräparaten dar. Die
Selenzellen 1' — T bilden ein o, kommt noch 8' und 9' dazu,
so entsteht ein a; fügt man aber 8' und 10' hinzu, so erhält
man ein v, während 11' und 12' mit 1' — 7' ein b bilden.
Fällt nun das Schattenbild des Buchstabens o atif die Zellen-
reihe 1' — 7', so wird durch die zugehörigen Elektromagnete
1 — 7 ein zweiter Stromkreis eingeschaltet, der von der Batte-
rie A ausgeht. Sobald ntm weißes Papier der Selenzelle V
gegenübersteht, wird der zugehörige Magnet 1 erregt, wobei
er eine kleine Feder 38 anzieht und den Kontakt zwischen
37 und 39 aufhebt. Wenn aber die Selenzelle 1' verdunkelt
wird, wird die Feder vom Magnet losgelassen und der Kon-
— 326 —
takt 37—39 geschlossen. TVerden alle $elensellen V— 7* ver-
-dunkelt, 80 kann der von A konunende Strom alle Kontakte
36—44 durchlaufen und in eine Leitung o gelangen. Werden
die Selenzellen V— 7* sowie 8' und 9' verdunkelt, was durch
den Buchstaben a geschieht, so geht der Strom nach Be<
tatigung der Magnete 8^ und 9^ mittels der Kontake 44—46
in eine Leitung a. Die Leitung o, die ebenfalls vom Strom!
ditfchflossen wird, da o in a enthalten ist, wird dann mit
des Elektromagneten z, der den Kontakt 54 — ^56 unter-
9
Uilunq (Mr I
v!
Flg. 230.
bricht, vollständig ausgeschaltet. In ähxilicher Weise ist die
Schaltung für die übrigen Buchstaben. Die Leitungen o, a.
etc. sind je (Fig. 240) mit einem Magneten o\ a' etc. ver-
bunden. Sobald der Magnet o' erregt wird, schließt er mittels
der Feder 82 den Kontakt 80—81, so daß nunmehr die In-
duktionsströme, die in dem Sprechmagneten 58 entstehen,
Vor dem eine Stahlwalze rotiert, im Telephon t als Laute
wiedergegeben werden. Jeder Buchstabe be:i'zt einen eige-
nen Sprechmagneten, vor dem auf der Walze die entsprechen-
den Schwingungen des Laufes aufgezeichnet sind. Die gleich-
lautenden, in der ^chrift verschiedenen, großen und kleinen
Buchstaben besitzen zwar verschiedene Stromschlußvorrich-
tungen^ betätigen aber denselben Sprechmagneten.
— 826 —
.p.
Fig. 24a
Diese Idee von Machts ist in mehreren Einzelheiten recht
interessant, läßt sich aber mit den ang;egebenen Hilfsmitteln
nicht in 'die Praxis umsetzen. Denn jedes Selenpräparat be-
steht lediglich aus einem Stückchjen Selen, das die abgeplatte-
ten Enden zweier Drähte verbindet. Ein derartiges Präparat
hat natürlich einen so mächtigen Wide^tand, daß an eine
Betätigung der Apparate bei einer Helligkeitsänderung gar
nicht zu denken ist. Außerdem ist auch die Inkonstantz dieser
Selenpräparate in keiner Weise berücksichtigt. Dagegen läßt
sich die Idee vielleicht verwirklichen bei Verwendung von
Selenzellen normaler Größe unter Einschaltung me'nes Diffe-
rentialrelais.
XIV. Die elektrische Übertragung
von Bildern und Zeichnungen.
Eine Isehr interessante Anwendxmg hat die Selenzelle
2ur elektrischen Übertragung von Bildern gefunden. Seit
dem Jahre 1877 hat eine ganze Reihe von Forschem Kon-
struktionen von Apparaten zur Übertragung von Fernbildem
insbesondere mittels der Selenzelle angegeben und ausge-
führt. Die verschiedenen Methoden stimmen im allgemeinen
darin überein, daß auf der Empfangsstation das zu übertra-
gende Bild in lauter Bildpunkte von verschiedener Helligkeit
zerlegt wird, welche eine Zelle beeinflussen und Stromschwan-
kungen verursachen. Auf der Empfangsstation handelt es
sich darum, die Stromundulationen wieder in Bildpunkte um-
— 327 —
zusetzen. Letzteres sucht man auf verschiedenem Wege zu
erreichen, z. B. durch elektrochemische Zersetzung, durch
Benutzung der elektromagnetischen Drehung derPo'arisations-
ebene eines Lichtstrahles, durch Verwendung der Drehungen
einer Galvanometemadel, der Schwingungen eines Saiien*
galvanometers, der Schwingungen einer Telephonmembran,
der magnetischen Ablenkung der Kathodenstrahlen, der Licht-
empflndlichkeit ües Selens. In einigen Fällen wurde auf
der Gebestation statt einer einzelnen Zelle ein ganzes Netz
von lauter kleinen Zellen und eine große Anzahl von Leitungs-
drähten verwendet. Es kann hier auf die Konstruktionen der
einzelnen Forscher nicht eingegangen werden. Der volU^om-
mendste von all diesen Apparaten ist zweifellos der Korn-
sche Fernphotograph (1902), hiit dem bereits ausgezeichnete
Resultate erzielt wurden. Es soll daher dieser im folgenden
ausführlicher beschrieben werden.
Eine femphotographische Anlage von, A. Korn (378)
besteht wie eine telephonische aus Gebe- und Empfangs-
station. Auf der Gebestation wird die zu übertragende Photo-
graphie in der Form eines transparenten Films auf einen
Glasi^linder aufgewickelt und das Licht einer konstanten
Lichtquelle (Nemstlampe) mit Hilfe einer Linse auf ein kleines
Element der Photographie konzentriert. Das Licht durch-
dringt die Photographie und den Glaszylinder und wird durch
ein im Innern des Zylinders befindliches total reflektierendes
Prisma auf eine Selenzelle reflektiert; letztere ist durch eine
Leitung mit der Empfangsstation verbunden. Die Selenzelle
wird je nach der Tönung der Photographie an der betreifen-
den Stelle um iso mehr oder weniger belichtet. Wenn das
Licht ^ber ein helleres Element hinweggeht, flie&t infolge
der Leitfähigkeitsvergrößerung der Selenzelle ein stärkerer
Strom !zum Empfangsort, ein schwächerer dagegen, wenn das
Licht über Stellen mit dunklerer Tönung hinweggeht. Die
Ströme werden also in ihrer Stärke fortlaufend den Tönun-
gen der Photographie an den vom Licht durchsetzten Ele-
menten entsprechen.
An der Empfangsstation handelt es sich darum, aus den
aufeinander folgenden, vom Geber kommenden Strömen das
Bild wieder ^zusammenzusetzen und es wird daher hier e<ne
einigermaßen analoge Einrichtung erforderlich sein. Man
konzentriert wieder das Licht einer Nemstlampe auf einen
Punkt des Empfangsfilms und trägt Sorge, daß die Intensität
des auf den Film fallenden Lichtes mit Hilfe der vom Geber
ankommenden Ströme in jedem Moment so geregelt wird, daß
der photographische Eindruck auf dem Film der Stärke des
gerade ankom|tnenden Stromes, also der Tönung des ent-
sprechenden Elementes der Originalphotographie entspricht
Es Wird dies dadurch erreicht, daß man die ankommenden
— 828 —
Ströme 'dazu benutzt, mit Hilfe einer beweglichen Blende das
atiffallende Licht mehr oder minder abzublenden. Wenn
diese Blende entsprechend den ankommenden Strömen mehr
oder weniger Licht fortnimmt und wenn beide Zylinder, im
Geber und Empfänger, in genau derselben Weise (synchron)
xotieren, muß offenbar die Photographie auf dem Bmpfangs-
film reproduziert werden.
Die Regulierung der Lichtintensität mittels der beweg*
liehen Blende geschieht durch das Lichtrelais (S. 236). Die
vom Geber ankonunenden Ströme passieren im Empfänger
ein Saitengalvanometer, d. h. zwei zwischen den Polen eines
Elektromagneten gespannte Metallbändchen, auf welche ein
kleines Aluminiumplättchen geklebt ist. Durch diese Metall-
fäden werden die vom Geber kommenden Ströme geleitet;
je nach der Stärke dieser Ströme erhalten die Metallfäden
und tsomit das Aliuniniumplättchen eine mehr oder minder
große Ablenkung. Das Licht einer Nemstlampe wird auf
dieses Plättchen konzentriert und mit Hilfe einer kleinen
Linse ein Bild des Aluminiumplättchens auf eine Öffnung in
dem Empfangskasten geworfen, in dem der Enipfangsfilm
rotiert. Je nach der Ablenkung bedeckt der Schatten des Plätt-
chens mehr oder weniger die in den Empfangskasten führende
Öffnung. Der Film erhält also mehr oder weniger Licht je
nach der Stärke der Ablenkung des Plättchens bezw. der
Stärke der ankommenden Ströme entsprechend den Tönungen
der korrespondierenden Elemente der Originalphotographie
im Geber.
Um einen vollständigen Gleichlauf (Synchronismus) zwi-
schen den Zylindern im Geber und Empfänger zu erhalten,
werden beide Zylinder durch gleichartige Elektromotoren ge-
trieben, die auf dieselbe Umdrehungszahl eingestellt werden
können; außerdem können durch eine besondere Vorrichtung
nach «jeder Umdrehung irgendwelche auftretende Fehler korri-
giert werden. Jeder Zylinder verschiebt sich nach euer Um-
drehung ein klein wenig in der Richtung seiner Achse.
Nim besitzt die Selenzelle eine sehr störende Eigenschaft
für klie Femphotographie in der Trägheit. Um eine Aus-
gleichung zwischen dem Geber luid Empfängerapparat herbei-
zuführen, hat Korn den Seite 220 beschriebenen Selenkom-
pensator angebracht, indem er eine zweite Selenzelle (Korn-
pensatiopszelle) ähnlichen Belichtungen aussetzt wie die Zelle
im Gebezylinder (Fühlerzelle) und beide Zellen so gegenein-
ander arbeiten läßt, daß sich die Trägheitseffekte aufheben.
Fig. 241 enthält das genaue Schema der Schaltung. Se^ ist
die Fühlerzelle im Geber, welche durch die Nemstlampe J^
beleuchtet wird, und Se^ die Kompensationszelle, deren Be-
leuchtung durch die Nemstlampe Jg unter' Zwischenschaltung
des Lichtrelais NS erfolgt. Die beiden Zellen sind gegenein-
— 829 —
l«l-~^~#
M-^VH
Fig. 241.
ander geschaltet. Das Lichtrelais NS liegt in der Brücke und
ist mit dem Lichtrelais N^S^ der Empfangsstation hinterein-
ander geschaltet. Im Dunkeln sei die Brücke stromlosi; be-
sitzen aber die beiden Zellen verschiedene Lichtempfindlich-
keity so ändern sie bei Belichtung ihre Widerstände nicht im
Verhältnis der Dunkelwiderstände, so daß durch die Brücke
ein Strom fließt, der gleich der Differenz der in den Zweigen
Scj^ ^nd Scg fließenden Ströme ist. Die Fühlerzellen von
Korn haben im allgen^einen Widerstände vor 700000 bis
500000 Ohm im Dunkeln, müssen möglichst empfindlich se'.n
und wenig Trägheit besitzen. Die Kompensationszellen haben
50000 bis 150000 Ohm imd müssen verhältnismäßig träger und
weniger empfindlich sein. WJrd nun die Pühlerzelle Se^
belichtet, so wird das Brückengleichgjewicht gestört und ein
entsprechender Strom fließt durch die Brücke, wodurch eine
Beeinflussung des Relais NS und eine entsprechende Belich-
tung von Sej bewirkt wird. Auf diese Wleise wird der Wider-
stand von Se2 verringert, so daß gleichzeitig auch ein dem
früheren entgegengesetzter Strom in die Brücke gesandt wird.
Es ist mm die Aufgabe des Apparates, die in der Brücke ent-
stehenden Ströme 6ßn augenblicklichen Belichtungen der
Pühlerzelle Se^ proportional zu machen unter Hinweghebung'
der Trägheitsfehler der Selen^zellen. Wenn nun aber der
Brückenstrom den Belichtungen der Fühlerzelle proportional
ist, so gilt dies auch von den Ablenkungen des photographie-
renden Saitengalvanometers N^^S^ der Empfangsstation und
somit auch von den Eindrücken, welche die Elemente des
AufnahmefUms erhalten.
Während nun früher die Kompensationszelle im Emp-
fänger lag, ist bei der neueren Anordnung die Selenkompen<-
sation »m Geber angebracht. Die einfache Fig. 242 zeigt
die Schaltung des kompensierenden Galvanometers g und des
empfangenden G. Durch diese Anordnung wurden wesent-
liche Vorteile erzielt; insbesondere reicht nun ein einziges
Galvanometer für jede Station aus, da man jedes Instrument
sowohl als Empfangs- wie als Kompensationsgalvanometer
verwenden kann.
Die ersten zufriedensteLendenErgebniise wurden im Jahre
1904 erreicht, indem Photographien auf einer vierfach hinter-
einander geschlossenen Telephonleitung von ca. 80J km von
München nach Nii:nberg übertragen wurden. Heu e hindert
keine Entfernung mehr die Erzielung einer gu en Femphoto-
graphie; aber es muß auf gute Isolation der Leitungen sehr
geachtet werden, so da3 fUr die Femphotographien nur die
Telephonleitungen und gut isolierten Kabel in Betracht kom-
men. Von besonderer Bedeutung aber ist es für die praktische
Verwertung der Fem Photographie, daß man auf derselben
— 831 —
Telephonleituag gleichzeiiig rprechen und telephotographieren
kann, ohne daß beides sich auch nur im geringsten stör^
indem die Schwingungszahl der Photographierströme aufier-
ordentlich niedrig ist gegen die der Sprechströme.
Je näher die Linien auf dem Bilde aneinander gezogen
werden, um so mehr Details wird man von der Photographie
geben können. Fig. 243 enthält ein Pembild, bei dem die Linien
ziemlich weit von einander abstehen; die Obertragungszeit
betrug 6 Minuten. Dagegen sind im Pembild 244 die Linien
einander sehr nahe gerückt, weshalb auch die Übertragung
12 Minuten dauerte. Im übrigen wird die übertragungszeit
um so kürzer sein, je schneller der Lichtstrahl über das Papier
gleitet, Korn hat bereits im Jahre ipOT Bilder — im Geber
13x24 cm, im Empfänger 6,5X12 cm — in 6 bis 12 Minuten
Überträgen und es ist sehr wahrscheinlich, dafi man die Ober-
tragungszeit noch weiter verkürzen kann.
Infolge der geringen Intensität der Linienströme machte
sich bei vielen Obertragungen die Störung durch Neben-
leitung geltend, so daß axsS viel beanspruchten Leitungen
nur in den Nachtstunden gearbeitet werden konnte. Fig. 245
zeigt uns ein Pembild mit Linien, die schwingungsartig bald
Fig. 2*5.
helle, bald dunkle Punkte enthalten. Durch Anrufe in Neben-
linien traten Induktionswirkungen auf, die Schwingungen des
Lichtrelais und damit Schwärzungsunterschiede auf dem Emp-
fangsfilm zur Folge hatten. In Abb. 246 ist ein durch Stö-
rungen unbrauchbar gemachtes Bild, das zwischen Paris und
London übertragen wurde, wiedergegeben.
Um den praktischen Wert der Selenmethode für die Bild-
telegraphie zu heben, mii&te ein Mittel zur Verstärkung der
Linienströme gefunden werden. Die Einführung des Zwi-
scbenklisches (S. 233) und die Erfindung des Stufenrelais
(S. 234) durch Kom, (44-^ 485, 487) brachten den gewünschten
Erfolg. Die schwachen Selenströme lassen sich durch das
Stufenrelais derartig verstärken, daß Lochstreifen hergestellt
werden können, die das zu Übertragende Bild darstellen. Jede
Lochkombination des fünfzeiligen Lochstreifens entspricht
einem Bildelemente. Die Lochstreifen werden mit Hilfe eines
Empfaugsapparates des Schnelltelegraphen von Siemens und
Halske hergestellt und zwar in einer Helligkeitsskala von 1
bis 14, so daß z. B. die Lochkombination 24-4 + 5 (je ein
Loch in der zweiten, vierten und fünften Zeile) der Hellig-
keitsmaßzahl II entspricht. Für ein Porträt genügt ein Strei-
fen ttiit etwa 25 000 Lochkombinationen, den man in einer
Stunde anfertigen kann. Von diesien Lochstreifen läßt sich
mit Hilfe von Kontaktstiften, die je nach der Li^e der unter
den Stiften hindurchgleitenden Löcher mehr oder weniger
— 333 —
elektromotorische Kräfte an die Linie anlegen, das Bild mit
der TransmissionsgeschwindigkeLt senden, welche die Linie
überhaupt zuläßt. Zur automatischen Wiederherstellung des
Hildes auf der Empfangsstation läßt man den erhaltenen
Lochstreifen diirch den Geber eines Schnelltelegraphen von
Siemens Und Halske laufen und sor^ durch die Kontakte des
Apparates dafür, daß das als Empfänger dienende Saiteng^va-
nometer größere und kleinere Ausschläge, entsprechend den
X^chkombinationen des Lochstreifens, ausführt. ' Das Bild
wird also in der Empfangsstation wieder mit Hilfe des
Saitengalvanometers, wie es früher bei der direkten Methode
der Bildübertragung (S. 327) beschrieben wurde, rekonstruiert.
Ein anderer Weg zur ^Wiederherstellung des Bildes an
der Empfangsstation besteht darin, daß man das Bild mittels
einer Schreibmaschine zusammensetzt; diese muß an Stelle
der Buchstaben kleine Kreise von solchen Abmessungen
tragen, daß ihre Flächen den HelligkeitsmaBzahlen der Bild-
elemente proportional sind.
Die Weitergabe des Bildes durch die Fernleitung kann
auch In der Weise geschehen, daß man in der Sendestadon
den Lochstreiren in ein Buchstabentelegramm umsetzt, indem
man fihn durch den Schnelltelegraphen von Siemens u, Halske
latifen läßt. Dieses Buchstabentelegramm sendet man durch
die Femleitung nach der Empfangsstation, wo es mit Hilfe
des Schnelltelegraphen wieder in einen Lochstreifen umge-
setzt werden kann.
Natürlich ist die direkte Methode der Bildtelegraphie ohne
Anwendung von Zwischenklisches in allen Fällen vorzu-
ziehen, in denen sehr gut isolierte Leitungen ohne hohe
Kapazität z. B. gute Femsprechleitungen zur Verfügung
stehen. Dagegen wird man bei telegraphischen Leitungen
hoher Kapazität z. B. bei langen Kabeln die Methode des
Zwischenklisches benutzen.
Die ersten femphotographischen Stationen nach dem
Komschen System wurden in München und Berlin errichtet;
an sie schlössen sich Paris, London, Kopenhagen, Stockholm,
Newyoik an. Schon der heutige Stand der Komschen Fern-
photographie eröffnet dem Weltverkehr, der Justiz und Presse
grofie Aussichten. Wenn es erst noch gelingt, die Ober-
tragungszeit herabzusetzen und die Erfindung allgemein in
die Praxis einzuführen, dann wird die Komsche Pempboto-
graphie im Dienste der Menschheit die 'Würdigung finden,
die ihr gebührt.
Die Abbildungen 247 und 248 enthalten noch einige Fem-
bilder, von denen das erstere mit einem gewöhnlichen Demon-
strationsapparat von Max Kohl erhalten wurde.
Von den zahlreichen übrigen Konstrukiionen zur Über-
tragung von Fembildem soll hier nur der Bildtelegraph von
Tschömer noch eingehender behandelt werden. Wer sich
für die Geschichte der Pernphotographie im einzelnen inter*
easiert, dem kann das Werk „Kom und Glatzel, Handbuch
der Photographie und Teiautographie" besonders empfohlen
werden.
Tscbörner (409) hat einen Apparat konstruiert, der die
Vorteile der Kopiertelegraphen mit denen der Phototelegra-
phen verbindet. Die Apparate zur Übertragung von Bildern
zerfallen bekanntlich in zwei Gruppen, in die Kopier- und
Phototelegraphen. Während mittels der ersteren nur Schwarz-
und Wcißbilder Übertragen werden können, gestatten letztere
die Übertragung eines Bildes mit allen seinen Tönungen.
Die Kopiertelegrspheo arbeiten mit einzelnen Stromstößen
vie der Telegraph, die Phototelegraphen dagegen mit konti-
nuierlichem Strom wechselnder Intensität wie beim Telephon.
Die Arbeitsweise der beiden Gruppen von Apparaten bedingt
es auch, daß Phototelegraphen ausschließlich auf Telephon-
leitungen angewiesen sind, während die Kopiertelegraphen
jede Telegraphenleitung benutzen können. Die Übertragung
eines Bildes mit dem Kopiertelegraphen hat den großen
Nachteil, daß das t)riginalbild erst in leitende und nicht-
leitende Bildelemente umgewandelt werden muß, während
man bei dem Phototelegraphen direkt das Originalnegativ
verwenden kann. Tschömer hat bei seinem Apparat die Vor-
teile beider Systeme zu vereinigen gesucht. Die Tönungen
des zu übertragenden Bildes werden durch eine rotierende
Kontaktvorrichtung' automatisch in Punkte und Striche um-
gewandelt, so daß nur Stromstöße verschiedener Dauer in
die Leitung gesandt werden und jede Telegraphenleitung zur
Verwendung kommen kann.
'i^.
Flg. 2«.
Fig. 249 gibt uns Aufschluß über die Anordnung der
Apparate in der Sendestation. In dem Kasten befindet sich
ein rotierender Glaszylinder T^, auf dem das Negativ des
Bildes aufgespannt ist. Das Licht der Lampe L, fällt durch
die Öffnung im Kasten und durch das Negativ auf die Selen-
zelle S, welche mit der 'Stromquelle Bi und dem Galvanometer
oder Selenoid G verbunden ist Die Selenzelle wird den
Tönungen des Bildes entsprechend beeinflußt und es ent-
stehen Stromschwankungen und Veränderungen der Zeiger*
/
— 387 —
stellimg des Galvanometers, so daß die mit der Stromquelle
B2 verbundene Bürste höher xmd niedriger auf dem Kontakt-
geber K schleift. Der Kontaktgeber rotiert mit entsprechender
Geschwindigkeit und besitsst eine oder mehrere leitende Be-
legungen in Form von Dreiecken. Schleift die Bürste an
der iSpitze des Dreiecks, so wird nur ein kurzer Stromstoß
in die Leitung gesandt. Je nach Stellung der Bürste dauert
der Stromstoß länger oder kürzer, so daß das Bild auf diese
Weide den Tonwerten entsprechend in lauter verschieden
große Stromstöße zerlegt wird.'
Fernleitung
H
Y///y////////////y//////77r777
9jj?jwnj//Jw//j^M;/yA
"\
Erde
Fig. 250.
•
In der Empfangsstation (Fig. 250) wird durch die an-
kommenden Stromstöße mittels des Hebels H2 ein Licht-
schieber betätigt, der das Licht der Lampe L2 beliebig ab-
schließen kann. Wird der Lichtschieber geöffnet, so fällt
das Licht durch eine Öffnung im Kasten auf eine lichtemp-
findliche Schicht, die auf dem Zylinder T2 aufgespannt ist.
Wird der Schieber nur kurze Zeit geöffnet, so entsteht nur
ein kleiner Punkt auf der lichtempfindlichen *Schicht, "bei
längerem Offenstehen des Schiebers aber erhält man einen
großen Punkt. Die Einrichtung ist derartig getroffen, daß
der Zylinder bei jeder Belichtung stillsteht xmd nachher durch
einen Elekromagnet um einen Betrag, der einem Bildpunkt
entspricht, weitergedreht wird. Auf diesem Wege wird das
Das S«lcn.
22
— 388 —
in der Sendestation aufgegebene Bild hier in der Empfangs-
station wieder durch Bildpiuikte zusammengesetzt.
Einfacher als die Bildübertragung ist die telegraphische
Übermittlung von Handschriften und Zeichnungen,
von Wetterkarten u. a. Hier verwendet man indes gewöhnlich
die sogenannte tdautographische Methode, bei der
kein Selen zur Verwendung kommt. Die zu übertragende
Handschrift oder Zeichnung wird in eii\^r nichtleitenden
Materie auf eine Metallfolie aufgetragen und diese Metall-
folie um den Gebezylinder gewickelt. Wahrend sich der
Zylinder dreht, schleift eine Metallspitze auf der Folie und.
tastet diese in einer engen Schraubenlinie ab. Die Einrich-
tung ist nun so getroffen, da& der nach der Empfangsstation
führende Strom immer dann unterbrochen wird, wenn die
Metallspitze über einen nichtleitenden Teil der Folie, also
über die Handschrift bezw. Zeichnung, schleift. In der Emp-
pfangsstation "wird auf einem photographischen Film, der
mittels eines Zylinders die gleichen Rotationen wie die Metall-
folie in der Gebestation ausführt, durch eine entsprechende
optische Anordnung ein Lichtpunkt erzeugt, der spiralenför-
mig den Film durchläuft. Da der Lichtpunkt ein Lichtrelais
d. h. die Offnimg des ^Aluminiumplättchen^b (S. 236) zu pas-
sieren hat, so wird er immer dann abgeblendet, wehn kein
Strom diu^h die Femleitung und das Galvanometer geht. Axif
diesö Weise werden die nichtleitenden Stellen im Geber auf
dem (Film des Empfänger sichtbar.
Von besonderer Wichtigkeit wäre die drahtlose Fem-
photographie, vor allem die Übertragung von Bildern und
Zeichnxmgen von Luftschiffen und Flugzeugen aus zur Erde.
Im Prinzip stehen der Verwirklichung drahtloser Bildüber-
tragung keine unüberwindlichen Hindemisse im Weg. Es
wäre nur eine Vergrößerung der elektrischen Energie nötig,
da die für die gewöhnliche drahtlosie Telegraphie ausreichende
Energie für die Bildübertragung nicht genügt. Bei der Über-
tragung liat man dafür zu sorgen, daß in der Sendestation
den Tönungen der BUdpunkte immer bestimmte Schwingungs-
dauem der Wellen entsprechen. In der Empfangsstation kann
man dann die Zeichen, den verschiedenen Schwingungsdauem
entsprechend, auf einem Zwischenklische registrieren und mit
dessen Hilfe das Bild rekonstruieren. —
j
II
— 339 —
XV. Fernsehen-
Die Bildtelegraphie ennö^^licht es, das Bild eines Gegen-
standes auf weite Streckjen in zirka 6 Minuten zu überti^agen.
Wenn es gelingt, das Gleiche in einem Bruchteil einer Sekunde
zu vollbringen, ist das Problem eines elektrischen Femsehers
gelöst. Da die Geschwindigkeit der Übertragung 'mehr als
tausendmal größer werden müßte, lassen sich die Bildtele-
graphen in ihrer jetzigen Form nicht dazu verwenden, in der
Feme sich abspielende Vorgänge gleichzeitig an einem be-
liebigen Orte auf einem Schirm sichtbar zu machen. Denn
es ist schon nicht denkbar, daß mechanische Anordnungen
wie Galvan<^meterspiege], elektromagnetische' Hebel etc., die
bei dem jetzigen Betrieb in der Sekunde etwa 4 — 5 Schwin-
gungen vollführen, zirka 10000 Schwingungen in der Sekunde
ausführ&n sollen; die Trägheit von körperlichen Massen ist
das wesentliche Hindernis für eine so rasche Übertragung von
Büdem.
Die allgemeinen Prinzipien eines elektrischen Femsehers
sind folgende: Ein in die Feme zu übertragendes Bild wird
mittels einer photographischen Kammer auf eine Selenzelle
projiziert; das entstehende verkleinerte BUd wird aber nicht
als Ganzes auf die Zelle geworfen, sondern in lauter Bild-
punkte in rascher Folge zerlegt. Dies Jcann dadurch ge-
schehen, daß sich vor der lichtelektrischen Zelle ein Schirm
mit einer entsprechenden Anordnung von öffnxuigen bewegt.^
Nehmen wir an, Fig. 251 sei das verkleinerte BUd auf der
Mattscheibe der photographischen Kammer, an Stelle der
Mattscheibe aber befinde sich ein undurchsichtiges Band ohne
Ende, das in schräger Richtung gelocht ist i[)Fig. 252). Das
Band, das gleiche Breite mit dem Bild hat, läuft mit kon-
stanter Geschwindigkeit vor der Zelle vorbei. Sollen, wie
in !^ig. 251 angedeutet, 100 Bildpunkte übertragen werden, so
gleitet zuerst Offnxuig I des Bandes über die Bildpunkte 1
bis 10 hinweg. Ist der senkrechte Abstand der Offnungen I
und II auf dem Band gleich der Länge des Budes, so nähert
sich die Öffnung II dem BUdpimkte 11, sobald Öffnung I den
Bildpunkt 10 verläßt. Hat also die Öffnung I den ersten Bild-
streifen eben passiert, so beginnt das Loch II den zweiten
Streifen abzutasten u. s. f. Das ganze BÜd ist also in 100
Bildpunkte zerlegt, sobald das Band" Von A^ zu B^ fortge-
schritten ist. Dieses Spiel muß sich in der Sekunde mehrere
Male wiederholen. Die aufeinander folgenden Lichtimpulse
der Bildpunkte werden mittels einer Linse auf die Selenzelle
konzentriert, so daß in dem zugehörigen Stromkreis ent-
sprechende Stromschwankungen entstehen. Der Stromkreis
Flg. 251.
ist gebildet aus einer Stromquelle, der Selenzelle in der Sende-
station und einem entsprechenden Apparat in der Empfangs-
station. Dieser Empfänger hat die Aufgabe, die ankommenden
Stromschwankungen wieder in entsprechende Bildpunkte um-
zusetzen. Die Empfangsstation wird in mancher Beziehung'
mit der Sendestation Ähnlichkeit aufweisen. Man kann «rie-
der ein durchlochtes Band anwenden, das jenem der Sende-
station in Form und Bewegung genau entspricht. Sorgt man
dafür, daß durch jede Offnimg genau so viel Licht fällt, als
durch die entsprechende Öffnung In der Sendestation geht,
so muß die Vereinigung der einzelnen Lichtpunkte das Büd
richtig wiedergeben. ,
Die Regulierung der Lichtstärke muß natürlich mit Hilfe
der Stromschwankungen in der Femleitung erfolgen. Man
stellt dem durchlochten Band eine konst^mte Lichtquelle
gegenüber und schaltet zwischen beide ein Lichlfilter ein, das
durch die Ströme der Fernleitung reguliert wird. Um das
Bild bequem betrachten zu können, bringt man dem Band
gegenüber einen Schirm an, auf dem die aus den Öffnungen
kommenden Lichtstrahlen durch ihre Helligkeitsunterschiede
das Büd hervorrufen. Ist die Folge der Bildpunkte eine sehr
rasche, so vermag unser Auge die einzelnen LichteindrUcke
nicht mehr von einander zu trennen und es entsteht in uns
die Vorstellung eines einheitlichen Bildes.
Will 'man ein gutes Bild erhalten, so muß man das ver-
kleinerte Bild der photographischen Kammer nicht in 100,
— 341 —
M
X*
37
M
•I
I
l
y
•I
Ai
Fig. 252.
— 842 —
sondern in einige Tausend Bildpunkte zerleg-en, und dieses
Spiel muß sich in jeder Sekunde zirka lOmal wiederholen.
Obwohl eine gute Selenzelle zu einer so großen Zahl von
Stromschwankungen in der Sekunde noch fähig ist, gibt es
zur Zeit noch keinen Femsiehapparat. Bei deii bisher vorge-
schlagenen Fernsehern handelt es sich wohl um sehr inter-
essante Projekte, die praktische Ausführung derselben stö£t
aber auf große Schwierigkeiten und zwar hauptsächlich infolge
der Trägheit des Selens, indem die Selenzelle den Licht-
reg^ator in der Empfangsstation nicht in entsprechender
Weise zu beeinflussen vermag; die Trägheit aber vollständig
auszuschalten, dürfte bei der hohen Geschwindigkeit der Über-
tragung keine kleine Aufgabe sein.
Von ieuiderer Seite (Lux, Dosai, Ruhmer, Nisco u. a.)
wurde zur Lös\uig des Probleni)s der Vorschlag gemacht,
eine isb große Anzahl von Selenzellen anzuwenden als Bild-
punkte zu übertragen sind, also etwa 10000, so daß eine Zeile
immer nur von ein und demselben Bildpunkt beeinflußt wird.
In diesem Fall wird also das Bild als Ganzes übertragen.
Es Ibollen hier nur 3 Vorschläge zur Konstruktion von
Fernsehapparaten angegeben werden, obwohl es deren sehr
viele gibt. Die folgenden drei Projekte unterscheiden sich
wesentlich voneinander sowohl hinsichtlich der Zerlegung
des Bildes als hinsichtlich der Wiederumsetzung der
Stromschwankungen in Bildp\uikte. Der erste Vorschlag
stammt von den Gebr. Andersen, der 2. von Lux, der 3. von
Dosai.
Der Femseher von Andersen (346) erregt unser Interesse
besonders deswegen, weil er eine Vorrichtung zxir Obertragung
der Farben enthält. Die Senidestation ist in Fig. 253 abge-
bildet. G ist das zu übertragende Bild, L^ die photographische
Kammer, "B^ das durchlochte Band, L2 eine Linse, P ein
Prisma, S^ eine rotierende Schlitzscheibe und Z eine Selen-
zelle. Die Breite der einzelnen Schlitze der Scheibe (vergl.
eigene Figur rechts unten) entspricht der Breite des vom
Prisma ftuf der Scheibe entworfenen Spektrums Sp, ihre
Länge der Ausdehnung der einzelnen Farbenbänder. Loch-
band Bj und Schlitzscheibe S^ sind derart gekuppelt, daß
während der Wirkung eines einzelnen Bildpunktes ein Schlitz
das ganze Spektrum durchläuft. Der von einem Bildpunkt
ausgehende Lichtstrahl wird durch das Prisma in seine ein-
fachen Farben zerlegt und die einzelnen Spektralfarben wir-
ken nacheinander auf die Zelle Z.
Fig. 254 veranschaulicht die Empfangsstation. Die vom
Projektionsapparat Q K kommenden Lichtstrahlen dringen
durch die Offnimgen des durchlochten Bandes Bg und werden
mittels des Objektives O auf ilen Schirm B projiziert. Auf
diesem Wege passieren sie den Lichtvariator V, der aus einer
— 343 —
Z-r
ßr-
U P
/ti^unff
Fig. 253. ,
Glasscheibe mit stetig zunehmender^ Lichtdurchlässigkeit von^
dunkel bis l^ell besteht und von einem in der Fernleitung
liegenden Elektromagnet £ gesteuert wird. Vor dem Licht-
filter V ist eine Schlitzscheibe S2 angebracht, die an ihreni
Umfang durchsichtige farbige Glasstreifen in Anordnung des
Sonnenspektrums trägt. l>iese Scheibe ist mit Bg so ge-
Z
B
m
B.
Flg. 254.
-844-
kuppelt, daß sie in genau gleicher Weise wie die Schlitz-
scheibe S^ der Sendestation rotiert. Da ein durch ein Loch
von B^ fallender farbiger Lichtstrahl die Selenzelle in dem
Augenblick trifft, in dem der Schlitz der Scheibe S^ den
gleichfarbigen Teil des Spektrums passiert und sich im glei-
chen Moment auch im Empfangsapparat der entsprechend
gefärbte Glasstreifen im Strahlengang befindet, so wird der
betreffende Punkt in der wirklichen Farbe übertragen. Ent-
hält der Bildpunkt mehrere einfache Farben, so werden sie
einzeln schnell hintereinander übertragen xind mischen sich
im lAuge des Beobachters wieder zur gleichen Mischfarbe.
Sehr interessant sind die Vorschläge von Lux (249) zur
Konstruktion eines Femsehers. Wir wollen vorerst einzelne
Teile der Apparatur uns etwas näher ansehen.
Vyie eine Saite zimi Mitschwingen imd Tönen angeregt
wird, wenn in ihrer Nähe ein Ton der gleichen Schwingungs^
Periode erklingt, so kann man auch eine Metallfeder, die auf
eine bestinunte Schwingungszahl abgestuft ist, durch einen
geeigneten Wechselstrom oder intermittierenden Gleichstrom
zu Schwingungen veranlassen. In Fig. 255 ist die Feder f, die
JZ
i
LnJ
Fig. 255.
Fig. 356.
Fif.2!n.
oben eine kleine viereckige Platte trägrt, auf einen Steg c,
der elastisch gelag:ert ist, aufgesetzt. Auf diesem Steg ist ein
Anker d befestigt, der in geringer Entfernung von einem
Elektromagneten e steht. Sendet man diirch letzteren einen
Wechselstrom oder einen Gleichstrom, der in gleichen Zeit-
räumen unterbrochen wird, so wird der Anker abwechselnd an-
gezogen und wieder losgelassen, also mit der Wechselzahl des
Stromes in Bewegung versetzt. Da sich diese Bewegung
infolge der elastischen L.a|;ening auf die Feder f überträgt,
gerät diese in Schwingungen, vorausgesetzt daß die Wechsel-
zahl des erregenden Stromes mit der Schwingungszahl der
Feder übereinstimmt. Den gleichen Zweck erreicht man mit
der in Fig. 256 gezeichneten Anordnung, bei der eine magne>
tische Feder f etwas außerhalb der m^netischen Mitte einer
stromdurcbflossenen Spule e angebracht ist. Die Feder gerät
in Schwingungen, wenn die Spule von einem Strom durch-
flössen wird, der die gleiche Schwingungszahl wie die
Feder hat.
Anstatt nun nur eine einzige Feder auf dem Stege c zu
befestigen, kann man darauf eine ganze Reihe von Federn an-
bringen, die sämtlich auf verschiedene Schwingungszahlen
abgestimmt sind. Läßt man dann durch den Elektromagneten,
der vor dem Anker eines solchen Federnkammes angebracht
ist, mehrere Ströme von verschiedener Schwingungszahl
gehen, so wird der Steg von all diesen Schwingungen erregt,
dagegen schwingen immer nur diejenigen Federn mit, deren
Schwingungszahlen mit denjenigen der erregenden Ströme
Übereinstimmen. Ordnet man noch mehrere solche Kämme
neben einander an, so erhält man eine Verrichtung der in
Fig. 257 gezeichneten An. Die Elektromagnete der Fedem-
k&mne werden hintereinander oder nebeneinander geschal.et.
846 —
Lackiert man die Köpfe der Federn schwarz und den
Hintergrund, auf dem die Federn befestigt sind, weiß, so
werden diejenigen Stellen, an denen Federn schwingen, weiß
erscheinen, da der Hintergrund durch die schnell schwingenden
Federn hindurch sichtbar wird. Wenn nun die verschiedenen
Elektromagnete von Strömen verschiedener Wechselzahlen
durchflössen werden und somit verschiedene Federn schwin-
gen, so entsteht ein weißes Bild auf schwarzem Hintergrund.
Fig. 258 zeigt eine Vorrichtung, die Lux bei Verwendung
intermittierender Gleichströme benutzte. Von der Stromquelle
8 führt der Strom dxurch die Selenzelle z luid den Elektro-
magnet e nach dem Unterbrecher u und von da zurück nach
8. Der Unterbrecher u besteht aus einem mit Isolations-
stücken versehenen Zylinder, auf dem eine Kontaktfeder
schleift. Rotiert der Zylinder, so entsteht ein intermijttierender
Gleichstrom.
/
m:
Fig 25a
Die Sendestation enthält eine Selentafel, auf der soviele
Selenzellen angebracht sind als Bildpunkte in irgend einem
Moment zu übertragen sind; es wird also hier das Bild als
Ganzes auf ein Selenzellensystem j^eworfen. Jede Selenzelle
— 847 —
ist mit einem eigenen Unterbrecher verbunden. Da sämtliche
Unterbrecher auf verschiedene Wechselzahlen eingestellt sind,
so flieflt durch jede Selenzelle ein Strom von anderer Wech-
selzahl. Die Gesamtschaltung ist aus Fig. 259 ersichtlich;
sämtUche Selenzellen z^, z^, Z3 sind mit je einem Strom-
unterbrecher Uj, Ug, Ug etc. parallel geschaltet, während die
Spulen e, die sich in der Empfangsstation befinden und die
Federn f zum Schwingen anregen, hintereinander geschaltet
sind.
Flc.3rii
Der Vorgang bei Übertragung eines Bildes ist nun fol-
gender. Die hellen Stellen des durch eine optische Vorrich-
tung auf das Selenzellensystem geworfenen Bildes belichten
die entsprechenden Selenzellen, wodurch die zugehörigen
Ströme von bestinmtter Wechselzahl verstärkt werden. Diese
Ströme bringen die den jeweiligen Zellen entspr^henden
— 348 —
Flg. reo.
Federn zum Schwingen und erzeugen auf dem Empfängerfeld
helle Flecken. Je nach der Anzahl belichteter Zellen ent-
steht eine entsprechende Zahl heller Flecken, aus denen sich
das Bild zusanunensetzt.
Die ODosaische Anordnung (374) ist in Fig. 260 und 261
dargestellt. Die Sendestation veranschaulicht Fig. 260, die
Empfangsstation Fig. 261. Das Bild des. Gegenstandes b^
wird atif eine aus vielen Selenzellen bestehende T^dfel a ge-
worfen. Jede Zelle ist einerseits durch den Draht h mit einem
Kontaktstück an der Peripherie des Verteilers c, anderer-
rtttw^i]]hn\,wtMT
yny/ntfmfJnfTTfttJ^
Flg. 261.
— 849 —
seits durch einen Draht k mit dem einen Pol der Batterie p
verbunden. Durch einen um die Achse f rotierenden Arm d
werden bei jeder Umdrehung sämtliche Selenzellen nach ein-
ander (mit der Femleitung x in Verbindung gebracht. Die
Empfangsstation enthält so viele Elektromagnete, als die
Sendestation Selenzellen. Von jedem Elektromagnet führt
eine Leitung zu einem Kontaktstück des Verteilers 1, die
zweite über einen Kondensator g zu dem anderen Pol der
Batterie p. Bei synchroner Rotation der beiden Verteilungs-
arme ,d und n werden stets entsprechende Selenzellen und
Elektromagnete verbunden. Die Pole der Elektromagnete bil-
den eine Fläche, vor der eine flache, viereckige Quecksilber-
dampflampe O angeordnet ist. Wird nun das Bild' des Gegen-
standes b] mittels der Linfse r auf die Selentafel a geworfen,
so werden die Zellen bezw. Elektromagnete je nach der Hel-
ligkeit der zugehörigen Bildpunkte beeinflußt. Da die Lampe
dort, wo die Elektromagnete stärker erregt werden, mehr' Licht
ausstrahlt ials an Stellen schwächerer Erregung, ergibt sich
eine Lichtverteilung der leuchtenden Dampffläche, die dem
Bilde des Gegenstandes b^ entspricht. Mittels der Linse s
läßt isich das Bild auf den Schirm b2 projizieren. Während
die Selenzellen gleichzeitig 'beeinflußt werden, erfolgt die Er-
regung der Elektromagnete nacheinander in rascher Folge
und zwar mindestens 10 mal in der Sekunde.
Die Anwendung einer so großfen Zahl von Selenzellen,
wie sie die zuletzt genannten Konstruktionen aufweisen, emp-
fiehlt sich natürlich nicht für die Praxis. Abgesehen davon,
daß die Herstellung eines solchen Apparates sehr kompli-
ziert und mit beträchtlichen Kosten verbunden wäre, käme
als Haupterfordemis dazu, daß alle Zellen unter sich voll-
ständig gleich sein müßten. Es handelt sich also hier doch
wohl nur lun einen allerdings ganz interessanten Vorschlag,
in der Praxis aber wird man mit einer oder wenigen Selen-
zellen auskommen müssen. Wenn wir ernstlich die Frage
erwägen, ob mit den augenblicklich zur Verfügung stehenden
Hilfsmiitteln der Wissenschaft und Technik der Bau eines
Fernsehapparates zu verwirklichen ist, so werden wir zu dem
Schlüsse kommen, daß eine vollkommene Lösung des Prob-
lems in einer praktisch ausführbaren Form noch nicht mög-
lich ist.
— 360 —
c
LiierahirfibersidiL
1818.
1. Berzelius (Neues Journal für Chemie und Physik [Schweiger]
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den Annalen der Physik 4, 490, 1880) Sehen durch Elektrizität.
— 363 —
49. Sawyer (La Lumi^e 61ectrique 2, 267, 1880) Fernseher.
50. Senlecq (Lsl Lumi^re ölectrique 2, 447 1880) Telektroscop.
' 51. Weinhold (Elektrotechnische Zeitschrift 1» 423, 1880) Her-
stellung von Selenwiderständen su Photophonswecken.
1881. •
52. Ayrton und Perry (Les Mondes 54, 518, 1881; Blektr. Rund-
schau 5, 1 und 16, 1888) Fernsehen.
53. Bellati und Romanese (Atti del Reale Istituto Veneto 7, 5,
1881; Beiblätter zu den Annalen der Physik 6, 116, 1882) Ueber die
Schnelligkeit der Aenderung des Widerstandes des Selens bei Be-
strahlung.
54. Sh. Bidwell (Philosophical Magasine U, 302, 1881 ; *iBei-
blätter zu den Annalen der Physik 5, 526, 1881) Die Wirkung der
Temperatur auf den Widerstand des Selens.
55. Sh. Bidwell (The Nature 23, 344 und 563, 1881; Chemical
News and Journal of physical Science 43, 104, 1881 und 44, 1. und
18, 1881; Beiblätter zu den Annalen der Physik 5, 748, 1881; Scien-
tific American, Supplement 12, 4624, 1881) Telephotographie.
56. Sh. Bidwell (Jahresberichte der Chemie 96, 1881; The
Nature 23, 58, 1881) Photophon.
57. L. Carpenter (The Nature 24, 491, 1881) Anwendung des
Photophons.
58. J. W. Giltay (The Nature 25, 124, 1881) Hörbares Photo-
meter.
% 59. Kalischer (Repertorium der Physik 17, 563, 1881 ; Der Natur-
forscher 14, 137, 1881) Photophon ohne Batterie.
60. Mercadier (Comptes rendus 92, 705, 1881; Beiblätter ' zu den
Annalen der Physik 5, 747, 1881) Ueber das Selenradiophon.
61. Mercadier (Comptes rendus 92, 789, 1881; Lumi^re 61ec-
trique 4, 295, 1881) Konstruktion der Photophonempfänger aus Selen.
62. Mercadier (Comptes rendus 92, 1407, 1881) Einfluß der
'Temperatur auf den Widerstand radiophonischer Selenempfänger.
63. Molera und Cebrian (Engineering 358, 1881) Konische Form
der Selenzelle.
64. Du Moncell ^umiöre 61ectrique 3, 210, 1881; Electrician
6,^195, 1881 und 7, 310, 1881) Bildübertragung.
65. Moser (Philosophical Magazine 12, 212, 1881; Beiblätter
zu den Annalen der Physik 5, 881, 1881) Die hiikrophonische Wir-
kung der Selenzellen.
66. Moser (Soc. Telegr. Eng. 11. Mai 1881; Beiblätter zu den
Annalen der Physik 5, 681, 1881) Selenphotophon.
67. Senlecq, Le T^lectroscope. Paris, London, New^ork 1881.
68. J. Sicks (Maandbl. vor Matuurvetensch. 10, 110, 1881; Bei-
blätter zu den Annalen der Physik 5, 526, 1881) Ueber die Veränderung
des Widerstandes des Selens.
69. Sluginoff (Journal der physikalisch-chemischen Gesellschaft
Petersburg 13, 89, 1881) Ueber die galvanische Leitfähigkeit der
Metalloide.
70. .W. Spring (Bulletin de l'Academie Royal des Science«
de Belgique 2, 88, 1881 ; Beiblätter zu den Annalen der Physik 5, 854,
1881) Die Ausdehnung des Schwefels, Selens, Tellurs.
71. S. P. Thompson (Engineering 96, 1881; Philosophical M9ga-
zine 11, 286, 1881) Gebrauch konischer Spiegel zur Beleuchtung
von SelenzeUen.
7Z S. P. Thompson (Chemical News and Journal of physical
Science 43, 43, 1881) Konstruktion des Photophons.
73. Tomlinson (The Nuture 23, 457, 1881) Photophon.
74. Vidal (Moniteur de la Photographie 11, 1881) Selenphoto-
meter.
Das Setoa. 23
— 364 —
' 1882.
75. Perry, Die zukünftige Eatwicklung der Elektrotechnik. Leip-
zig, Quandt A Händel, 1882.
• 1883.
76. F. V. Asache (Comptes rendua 97 838 und 945, 1883) Ueber
ein Mittel, die Wärmestrahlen von den Lichtstrahlen zu isolieren.
77. Sh. BidweU (Philosophical Magazine 15, 31, 1883; Beiblätter
zu den Annalen der Physik 7, 398, 1883) Widerstand von Selenzellen.
78. Fritts (American Journal of Science 26. 465. 1883; Proceedings
of the American Association 33, 97, 1884; La Lumi^re ^lectrique
15, 226, 1885; Electrical Review jL6, 208, 1885) Lichtempfindliche
Selenzelle. *
79—81. Hesehus (Journal der physikalisch-chemischen Gesell-
schaft Petersburg .1883; drei Aufsätze); vergleiche auch Repertorium
der Physik 1884 und zwar
1. Rep. d. Phys. 20, 490, 1884; Einfluß des Lichtes auf die Elektri-
zitätsleitung des Selens;
2. Rep. d. Phys. 20, 565, 1884; Ueber die Ursache der Veränderung
der Elektrizitätsleitung des Selens unter dem Einfluß des Lichtes.
3. Rep. d. Phys. 20, 631, 1884; Ueber das Verhältnis zwischen der
Lichtintensität und der Verändenmg der Elektrizitätsleitung des
Selens.
1884.
82., Hesehus (Journal der physikalisch-chemischen Gesellschaft
Petersburg 146, 1884) Lichtempfindlichkeit des Selens.
83. Nipkow peutsches Reichspatent 30105 vom 6. 1. 1884)
Bildübertragung.
,1885.
84. Sh. BidweU (Philosophical Magazine 20, 178, 1885; Bei-
blätter zu den Annalen der Physik 9, 674, 1885) Ueber die Empfind-
lichkeit von Selen gegen Licht.
85. Clark (Chemical News 51, 261, 1885; Jahresberichte der
Chemie 249, 1885) Wirkung des Lichtes auf Selen.
86. W. Genunil (Englisches Patent 4841 vom 20.4.1885) Bild-
übertragung.
87 Morize (Comptes rendus 100 271, 1885) Aktinometer.
88. W. Siemens (Berichte der Berliner Akademie der Wissen-,
Schäften €, 147 1885; Beiblätter zu den Annalen der Physik 10, 115,
1886) Ueber die von Fritts entdeckte elektromotorische Wirkung
des beleuchteten Selens.
1886.
89. Fahre (Comptes rendus 103, 53, 1886) Ueber die Kris^lisa-
tionswärme des Selens.
90 Kalischer (Tageblatt der 59. Versammlung deutscher Natur-^
forscher 124, 1886; Annalen der Physik und Chemie 31, 101, 1887)
Ueber die Erregung einer elektromotorischen Kraft durch das Licht.
1887.
91. <M. Bellati und S. Lussana (Gazzetta chimica Italiana 17, 391 ,
1887; Atti del Reale Istituto Veneto 6, 19, 1887; Beiblätter zu den
Annalen der Physik 11, 618, 1887) Einfluß des Lichtes auf das
Wärmeleitungsvermögen des kristallinischen Selens.
— 365 —
92. KaUscher (Annalen der Physik 32, 108, 1887) Ueber die Be-
ziehung der elektischen Leitfähigkeit des Selens «um Lichte.
Q3. Larroque (Der Elektrotechniker 5^ 467, 1887) Bildttbertragimg.
94. Mercadier (Comptes rendus 105, 801, 1887) Ueber die Selen-
radiophonempfänger von großem Widerstand.
]888.
95. M. BeUati imd L. Lussana (Atti del Reale Istituto Veneto
6, 1868, 16pp. Sep.; Beiblätter zu den Annalen der Physik 12, 268^
1888) Einige elektrische Versuche über die Seleniüre des Kupfers
und Silbers.
96. Kalischer (Annalen der Physik 35, 397, 1888) Bemerkungen
zu den Abhandlungen von Uljanin und Righi.
97. Righi (Studi offerti della Universita Padovana «IIa Bolog-
nese nell' VlII centenario 1888; Naturwissenschaftliche Rundschau
4, 236, 1888; Beiblätter zu den Annalen der Physik 12, 4»3, 1888)
Ueber die elektromotorische Kraft des Selens.
98. Uljanin (Annalen der Physik 34, 241, 1888) Ueber die bei
der Beleuchtung entstehende elek^omotorische Kraft im Selen.
99. Uljanin (Annalen der Physik 35, 836, 1888) Erwiderung auf
die Bemerkung des Herrn Kalischer.
.1889.
100. Comu (Comptes rendus 108, 917 und 1211, 1889) Die
Brechungs- und Absorptionskoeffizienten des Selens.
101. Kalischer (Annalen der Physik und Chemie 37, 528» t889)'
Ueber die elektromotorische Kraft des Selens.
102. Korda (Journal de physique 8, 231, 1889; Beiblätter zu den
Annalen der Physik 14, 50, T890) Elektrische Wirkungen des Lichtes
auf das Selen.
103. Righi (Annalen der Physik und Chemie 36, '464, 1889) Ueber
die elektromotorische Kraft des Selens.
104. L. «Weiller (La Lumiöre ölectrique 34, 334, 1889) Fernseher.
1890.
105. Liesegang (Photographisches Archiv 302, 1890) Photophon.
106. J4uthmann (Zeitschrift für Kristallographie und Mineralogie
17, 336, 1890) Untersuchungen über den Schwefel und das Selen.
107. Sutton ,(La Lumiire ^lectrique 38, 539, 1890) Bildüber-
tragung.
.1891.
108) Sh. Bidwell (The Electrician 26, 213, 1891 ; Philosophical
Magazine 31, 250, 1891; Beiblätter zu den Annalen der Physik 15,
361, 1891X Einige Versuche mit Selenzellen.
109. Brillouin (Revue g^n^rale des sciences 2,33,1891) Fernseher^
110. Liesegang, Beiträge zum Problem des elektrischen Fem-
sehens 1. Aufl.' Ed. Liesegangs Verlag, Leipzig (früher Düsseldorf).
111. Minchin (The Elektrician 26, 361, 1891; Philosophical Maga-
zine Gl, 207, 1891; Beiblätter zu den Annalen der Physik und Chemie
15, 448, 1891) Experimente über Photoelektrizität
112.'' Minchin (British Journal of Photography 38, 226, 242,
273, 1891) Bildtelegntphie.
113. Petersen (Zeitschrift für physikalische Chemie 8, 601)
Ueber die allotropen Zus^lnde einiger Elemente.
28*
— 366 —
1892.
114. Minchin (Astronomy and Astrophysics 108, 702, 1892; Bei-
blätter zu den Annalen der Physik 17, 845,^1893) Photoelektrische
Elemente.
1893.
115. Brillouin (La Lumi^re 61ectrique 264, 1893) Femseher.
116. Minchin (La Lumi^re ^lectrique 48, 543, 1893; Beiblätter
zu den Annalen der Physik und Chemie 17, 770, 1893) Photoelektrische
Elemente.
117. Pontois (The Scientific American 35, 145, 1893) Femseher.
.1894.
118. Jenkins (Cosmos 29, 161. 1894) Femseher.
119. Majoraha (Rendiconti della Regia Accademia dei Lincei
3, 183, 1894; Beiblätter zu den Annalen der Physik 18, 030, 1894)
Ueber die Geschwindigkeit der photoelektrischen Erscheinungen
des Selens.
120. Majorana (L'Elettricista 3, 3, 1894) Bildzerlegung.
121. Rabourdin (Cosmos 28.^.361 1894) Fernseher.
1895.
122. R. Berglund (Englisches Patent 4357 vom 30.3.1895) Bild-
Übertragung.
123. Sh. Bidwell (Philosophical Magazine 40, 233, 1895; Bei-
blätter zu den Annalen der Physik und Chemie 19, 899, 18Q5) Die
elektrischen Eigenschaften des Selens.
124. Sh. Bidwell (Der Mechaniker 232, 1895) Telephotograph.
125. Carey (The Electrical Engin^r 16, 57, 1895) Telephoto-
graph.
126. Minchin (Proceedings of the Royal Society of London
58, 142, 1895; The Nature 52, 248, 1805; Beiblätter zu den Annalen
der Physik und Chemie 19, '889, 1895) Anwendung des Selens auf
Photometrie.
127. W. Nyström (Deutsches Reichspatent 94 306 vom 11.1.1895)
Bildübertragung.
1896.
128. V. Blumencron und Schöffler (Englisches Patent 29227
vom 19.12.1896) Phototelegraphie.
129. J.W.Giltay (The Nature 54, 109, 1896) Röntgenstrahlen und
der Widerstand des Selens.
130. Majorana (Rendiconti della Regia Accademia dei Lincei
5, 45, 1896; Beiblätter zu den Annalen der Physik und Chemie 20,
558, 1896) Wirkung eines periodisch unterbrochenen Lichtstrahles
auf das Selen.
1897.'
131. Schmidt (Annalen des Physik und Chemie 62, 407, 1897)
Elektrische Erscheinungen in Selen und Flußphat.
132. Szczepanik (Englisches Patent 5031 vom 24. 2. 1897; Zeit-
schrift d. Ver. d. Ing. 43, 1139, 1899) Femseher.
1898.
133. Agostini (II Nuovo Cimento Periodico di fisica 8, 81, 1898;
Fortschritte der Physik 592, 1898) Einfluß elektromagnetischer Wellen
auf <die elektrische Leitfähigkeit kristallinischen Selens.
— 357 —
134. Dussaud (Comptes rendus 126, 1132, 1898) Uebertragung
der Veränderungen eines Lichtstrahlenbündels mittels eines elek-
trischen Leitungsdrahtes.
135. Dussaud ^Comptes rendus 127, 417, 1898; The Scientific
American Supplement 46, 18793, 1898) Bildübertragung.
136. Forkarth (Deutsches Reichspatent 125 349 vom 27.10.1898)
Bildtelegraphie.
137. Schöffler, Die Phototelegraphie und das elektrische Fern-
sehen. Wien, W. Braumüller, 1898.
138. Silberstein, Pollak und Viragh (Deutsches Reichspatent
vom 24. 7. 1898; Englisches Patent 16814 vom 2.6.1899) Bildtele-
graphie.
139. M. Tietz (Elektrotechnische Zeitschrift 562, 1898) Die Ab-
stimmung bei der Funkentelegraphie ohne Fritter (Lichtrelais).
1899.
140. Dussaud (Comptes rendus 128 171, 1899; Beibläuer zu
den Annalen der Physik und Chemie 23, 266, 1899) Uebertragung der
Töne durch ultraviolette Strahlen.
141. Liesegang, Beiträge zum Problem des elektrischen Fem-
sehens. 2. Auflage. Ed. Liesegang Verlag, Leipzig.
142. Perreau (Comptes rendus 129, 956, 1899; Beiblätter zu den
Annalen der Physik und Chemie 24, 135, 1900) Einfluß der X-
Strahlen auf den elektrischen Widerstand des Selens.
143. Poliakoff (Deutsches Reichspatent 117 599 [57c] 1899) Ver-
wendung des Selens zur Photographie.
\ .1900.
144. Clausen und v. Bronk, Neue Erscheinungen auf dem Ge-
biete der Physik. Berlin, Selbstverlags
145. Himstedt (Berichte der naturforschenden Gesellschaft zu
Freiburg i. Br XI, 126, 1900; Annalen der Physik 4, 531, 1901)
Ueber einige Versuche mit Becquerel- und Röntgenstrahlen.
146. A. C. Longden (American Journal of Science 10, 55, 1900;
Beiblätter zu den Annalen des Physik und Chemie 24, 1137, 1900)
Ueber Interferenzringe in Niederschlägen aus Selen.
147. Saunders (The Journal of Physical Chemistry 4, 423, und
Chemisches Centralblatt II. 807, 1900) Die allotropen Formen des
Selens.
I
J901.
148. Bloch (Comptes rendus 132, 914, 1901; Chemisches Central-
blatt 1, 1078, 1901) Wirkimg der Radiumstrahlen auf das Selen.
149. O V. Bronk (Der Mechaniker 9. 13, 1901) Ueber ältere
und neuere Fernseherkonstruktionen mit oesonderer Berücksichti-
gung d^s Selen-Bilder-Phototelegraphen.
150. J. W. Giltay (Physikalische Zeitschrift 675, 1901) Apparate
zur Demonstration der Lichtempfindlichkeit des Selens.
151. J. W. Giltay (Der Mechaniker 9, 243, 1901) Apparate zum
Nachweis der Lichtempfindlichkeit des Selens und zur iDemonstra-
tion des Photophons.
152. Massini (L'Eclairage ölectrique 29, 68, 1901; II Nuovo
Cimento' Periodico di fisica 1, 358, 1901; Beiblätter zu den Annalen
der Physik und Chemie 25, 1015, 1901) Ueber den an|^eblichen Ein-
fluß Üer elektromagnetischen Wellen auf den elektrischen Wider-
stand des Selens.
— SM —
ISa. E. Ruhmer (Blektrotechstsche Zeitschrift 22, 1Q6, 1901)
Der sprechende elektrische FlammenbOKen and seine VerwenduBf^
zur drahtlosen Telephonie.
151 £. Rubmer (Physikalische Zeitschnft 2, 32S» 1901) Ueber
das sprechende Licht.
155. £. Ruhmer (Phjrsikalische Zeitschrift 2, 339, 1901) Neue
Sende- und Empfangsanordnung für drahtlose Telephonie.
156. £. Ruhmer (Physikalische Zeitschrift 2, 468, 1901) Brief-
kastennotiz.
157. £. Ruhmer (Physikalische Zeitschrift 2, 498, 1901) Das
Photogr^phophon.
1^. E. Ruhmer (Der Mechaniker 9, 2, 1901)- Simon's Photo-»
phonie.
159. E. Ruhmer (Der Mechaniker 9, 13, 1901) Ueber ältere und
neuere Pemsehkonstruktionen mit besonderer Berücksichtigung des
Selen-Bilder-Phototelegraphen von O. v« Bronk.
160. E. Ruhmer (Der Mechaniker 9, 41, 1901) Ueber die An-
fertigung lichtempfindlicher Selenzellen.
161. E. Ruhmer (Der Mechaniker 9, 88, 1901) Neues vom spre-
chenden Licht tmd der Lichttelephonie.
162. R. V. SeydliU (Physikalische Zeitschrift 2, 380, 1901) Brief-
kastennotiz.
163. 'H. Th. Simon (PhysikaUsche Zeitschrift 2. 253, 1901) Ueber
den sprechenden Flammenbogen und seine Verwendung zu einer
Telef^onie ohne Drmht.
164 H. Th. Simon (Elektrotechnische Zeitschrift 22, 510, 1901)
Tönende Flammen und FUonmentelephonie.
1902.
165. O. V. Bronk (Deutsches Reichspatent 155 528 vom 12. 6. 1902)
166. ^E. und O. Büß (Französisches Petent 319425 vom 8.3. 1902>
Bildtelegräphie.
167. Coblyn (Comptes rendns 135, 684, 1902; L*Eclairage iüec-
trique 33, 533, 1902; Beiblätter zu den Annale» der Physik und
Chemie 27, 589, 1903) Elektrisches Fernsehen.
168. A. Korn (Sitzimgsberichte der Kgt Bayerischen Akademie
der Wissenschaften 37, 39, 1902) Ueber ein Verfahren der elektri-
schen Pemphotographie.
169. A. Korn Elektrotechnische Zeitschrift 23, 454^ 1902; Deut-
sches Reichspatent 136 876 vom 4.1. 1902) Ueber einen Apparat zur
Herstellung von elektrischen Femphotographen.
170. A. Pochettino (Rendiconti della Regia Accademia dei
Lincei 11, 286, 1902; Beiblätter zu den Annalen der Physik und
Chemie^ 27. 854, 1903) Ueber den Einfluß niedriger Temperaturen
auf die* Widerstandsänderung des Selens durch das Licht.
171. Chr. Ries (Dissertation, Erlangen 1902; Beiblätter zu den
Annalen der Physik und Chemie 27, 1101, 1903) Das elektrische
Verhalten des kristallinischen Selens gegen Wärme und Licht
172. E. Ruhmer (Elektrotechnische Zeitichrift 23, 859, 1902)
Neuere Versuche mit Lichttelephonie.
173. E. Ruhmer (Physikalische Zeitschrift 3, 468, 1902; Der
Mechaniker 10, 188, 1902) Ueber die Empfindlichkeit und Trägheit
von Selenzellen.
174. E. Ruhmer (PhysikaUsche Zeitschrift 3, 532, 1902) Zylin-
drische lichtempfindliche Selenzelle^
175. BL Ruhmer (Technische Rundschau des Berliner Tageblatts
339, 1902; Elektrochemische Zeitschrift 9, 98, 1902) Eine neue licht-
empfindliche Zelle.
— 369 —
176. E. Ruhmer (Der Mechaniker 10, 185, \^0^ Ueber Telauto-
gnphen mit besonderer Berücksichti^ng des Gnihn'schen Kopier-
telegraphen und des Kom'schen Femphotographen.
177. E. Ruhmer, Das Selen und seine Bedeutung für die Elektro-
technik mit besonderer Berücksichtigung der drahtlosen Telephonie.
Verlag der Administration ^Der Mechaniker", Nikolassee b. Berlin.
178. Semat (Französisches Patent 321876 vom 7.6.1902; 322 222
vom .18.6.1902; 331314 vom 16.4.1903) Bildübertragung.
179. fTh. Simon und Reich (Physikalische Zeitschrift 3, 278,
1902) Tönende Flammen und Flammentelephonie.
180. Wood (Philosophical Magazine 3, ^7, 1902) Absorption,
Dispersion und Brechung des Selens.
1903.
181. Anzel (Zeitschrift für Elektrochemie 9, 695, 1903) TJeber
die Aenderunren des elektrischen .Widerstandes unter dem Einfluß
von Licht auf Stoffe außer Selen.
182. Aubel (Comptes rendus 136, 1189, 1903; Physikalische Zeit-
schrift 4, 808, 1903) Ueber das elektrische Leitvermögen des Selens
unter der Einwirkung von mit Ozon behandelten Körpern.
183. Aubel (Comptes rendus 136, 929, 1903; Physikalische Zeit-
schrift 4, 807, 1903) Ueber den Einfluß der radioaktiven Körper
auf das ele^ctrische Leitvermögen des Selens.
184. O. Dony-H^nault (Bulletin de la Soci6t^ chimique de Bei-
gique, O^ober 1903) Ueber die Radioaktivität von HjO«.
185. J. W. Giltay (Physikalische Zeitschrift 4, 287, 1903) Ver-
besserte Apparate zur Demonstration der Lichtempfindlichkeit des
Selens.
186. Griff iths (Comptes rendus 137, 647, 1903; Beiblätter zu den
Annalen der Physik und Chemie 28, 876, 1904) Aenderung des elek-
trischen Widerstandes des Selens unter dem Einfluß gewisser Sub-
stanzen.
187. Hammer (Transactions of American Institute of Electrical
Engineers 20, 541, 1903; Beiblätter zu den Annalen der Physik
und Chemie 28, 50, 1904) Die Eigenschafteri und Anwendungen
des Selens.
188. Hesehus Qoumal der Russischen physikalisch-chemischen
Gesellschaft 35, 661, 1903) Abhängigkeit der Elektrizitätsleitung des
Selens von der Belichtung.
189. Hopius (Journal des Russischen physikalisch-chemischen
Gesellschaft 35, 581, 1903 und Beiblätter zu den Annalen der Physik
und Chemie 28, 723, 1904) Abhängigkeit der elektrischen Leitfähig-
keit des Selens von dem Beleuchtungsgrad.
189a. Knothe (Elektrotechnische Rundschau 21, 23, 1903) Licht-
empfindlichkeit des Selens.
190. A. Korn (Comptes rendus 136, 1190, 1903) Elektrische Bild-
telegraphie.
191. Lux, Elektrischer Femseher. Ludwigshafen, A. Schön-
siegel, 1903. (Vergl. auch Bayerisches Industrie- und Gewerbeblatt
38, 13, 1906).
192. R. Marc X^eitschrift für anorganische Chemie 37, 459, 1903)
Ueber das Verhalten des Selens gegen Licht und Temperatur.
193. Nutting . (Physikalische Zeitschrift 4, 201, 1903) Das Re-
flexionsvermögens von Selenium. '
194. F. Re (L»Eclairage 61ectrique 35, 215, 1903) Bildübertragung
195. E. Ruhmer (Der Mechaniker 11, 265, 1903) Neue Selen-
apparate.
196. Semat (Französisches Patent 331 314 von 16. 4. 1903) Bild-
telegraphie.
— 360 —
1Q7. Schneider (Western Electrician 32, 188 1903) Phototelegraph.
198. Schulz deutsches Reichspatent 158 Ö97 vom 27.10.1903)
Bildübertragung.
1904.
199. Amaduzzi, II Selenio, Bologna, Nie. Zanichelli Verlag;
Physikalische Zeitschrift 5, 647, 1904.
200. Belin (Deutsches Reichspatent 173 783 vom 9.12.1904) Bild-
übertragung.
201. Bemdt (Der Mechaniker 12, 97, 1904) Selenzellen auf Kohle.
202. Bemdt (Physikalische Zeitschrift 5, 121, 1904) Einige Be-
obachtungen an Selenzellen.
203. Bemdt (Physikalische Zeitschrift 5, 289, 1904) Die Ein-
wirktmg Von Selenzellen auf die photographische Platte.
204. Berthier (L.Eclairage ölectrique 38, 441, 1904; Beiblätter
zu den Analen der Physik und Chemie 28, B76, 1904) Ueber die
photoelektrischen Eigenschaften des Selens.
205. Biltz (Nachrichten von der Königl. Gesellschaft der Wissen-
schaften, Göttingen, 18, 1904) Ueber das Verhalten einiger anorga-
nischer Celloide zur Faser in seinen Beziehungen zur Theorie
des Pärbevorgangs.
206. Chabot (Physikalische Zeitschrift 5, 103 und 168, 1904)
Neue Strahlen oder eine neue Emanation.
207. Chabot (Physikalische Zeitschrift 5, 517 und 984, 1904)
Eine neue Radiation oder eine neue Emanation.
208. Davis (The Nature 70, 506, 1904; Beiblätter zu den Annalen
der Physik und Chemie 29, 579. 1905) Ist Selen radioaktiv?
209. Fortong (Deutsches Reichspatent 179 548 vom 4.10.1904)
Bildübertragung.
210. Jaworski und Frankenstein (Deutsches Reichspatent 172376
vom 20.8.1904) Phototelegraph.
211. A. Kom (Physikalische Zeitschrift 5, 113, 1904) Ueber Gebe-
und Empfangsapparate zur elektrischen Femübertragung.
212. A. Kom (Physikalische Zeitschrift 5, 164, 1904) Empfangs-
apparate für Telautographie und Femübertragung von Halbtongra-
vüren.
213. A. Kom, Elektrische Femphotographie und Aehnlicheff:
1. Aufl. S. Hirzel Verlag, Leipzig.
214. Nisco (L'Eclairage ölectrique 30. April 1904) Photometer.
215. Pfund (Philosophical Magazine 7, 26, 1904; Beiblätter zu
den Annalen der Physik imd Chemie 29, 792, 1905) Eine Studie über
die Selenzelle.
216. Reiff (Der Mechaniker 12, 75, 86 und 100, 1904) Die tele-
graphische Uebertragung von Bildern ^und Schriftzügen, System Kom.
217.. Ribbe (Deutsches Reichspatent 160 813 vom 19.4.1904) Bild-
übertragung.
218. E. Ruhmer (Elektrotechnische Zeitschrift 25, 1021, 1904)
Ueber das Selen )ind seine Bedeutung für die Elektrotechnik.
219. Stephan (Schulprogramm des Qymnasiums in 'Dramburg
1903 ; Beiblätter zu den Annalen der Physik und Chemie 28, 447, 1904)
Konstruktion und Theorie eines elektrischen Femsehers.
1905.
220. Aichi und Tanakadate (Tokyo Sugaku Butsurigaku Kano
Kiji 2, 217, 1905; Beiblätter zu den Annalen der Physik und Chemie
29, 997, 1905). Der Einfluß der Temperatur auf das elektrische Leit-
vermögen des Selens.
— 361 —
221. Belin (Englisches Patent 13 470 vom 27.7.1905; Deutsches
Reichspatent 182052 vom 28.1.1907; yergl. auch Elektrotechnischer
Anzeiger 24, 376, 1907) Bildübertragung.
222. Carbonnelle (Französisches Patent 357009 vom 17.8.1905;
Deutsches Heichspatent 179668 vom 20. 8. 1905) Bildübertragung.
223. Carpini (Rendiconti della Regia Accademia dei Lincei
14, 667, 1905; Physikalische Zeitschrift 7, 306, 1906) Ueber den
photoelektrischen Effekt am Selen.
224. Chabot (Physikalische Zeitschrift 6, 37 und 619, 1905)
Neue Strahlen oder eine neue Emanation.
225. Coste (Comptes rendus 141, 715, 1905; Beiblätter zu den
Annalen ider Physik und Chemie 30, 634, 1906) Ueber die elektrische
Leitfähigkeit von Selen.
226. Courvoisier (Astronomische Nachrichten 167, 218, 1905;
^Beiblätter zu den Annalen der Physik und Chemie 29, 1039, 1905)
Anwendung einer Selenzelle zur Herstellung eines Sekundenkontaktes
bei Pendeluhren.
227. J. W. Giltay (Der Mechaniker 13, 280, 1905) t^eue Selen-
zellenform.
228. J. W. Giltay (Elektrotechnische Zeitschrift 26, 313, 1905)
Selenzellen im luftleeren Raum.
229. Hesehus (Journal der Russischen physikalisch-chemischen
Gesellschaft 37, 221, 1905; Physikalische Zeitschrift 7, 163, 1906)
Ueber die Lichtempfindlichkeit des Selens.
230. A. Korn (Elektrotechnische Zeitschrift. 26, 1131, 1905) Elek-
trische Pemphotographie.
231. Monasch (Deutsches Reichspatent 172197 [42 h], 1905) Licht-
messung.
i232. E. Ruhmer (Der Mechaniker 13, 252, 1905) Neue Selen-
zellenform.
233. E. Ruhmer (Der Mechaniker 13, 280, 1905) Erwiderung.
234. Weidert (Dissertation, Rostock 1905; Annalen der Physik
und Chemie 18, 811, 1905) Ueber den Einfluß der (Belichtung auf
die thermoelektrisehe Kraft des Selens.
235. O. Weigel (Dissertation, Göttingen 1905; Neues Jahrbuch
für Mineralogie, Beilage 21, 325, 1906) Beiträge zur Kenntnis fester
unipolarer Leiter.
236. !Wulf und Lucas (Physikalische Zeitschrift 6, 838, 1905)
Zwei Beobachtungen mittels ^Selenzellen bei der totalen Sonnen-
finsternis.
1906.
237. Albrecht (Deutsches Reichspatent 189551 [42 h] 1906) Selen-
photometer.
238. H. Brandes (Elektrotechnische Zeitschrift 27, 1015, 1906)
Ueber Abweichungen vom Ohmschen Gesetz, Gleichrichterwirkung
und Wellenanzeiger der drahtlosen Telegraphie.
239. V. Bronk (Physikalische Zeitschrift 7, 281, 1906) Brief -
kastennotiz.
240. V. Bronk (Physikalische Zeitschrift 7, 431, 1906) Brief-
kastennotiz.
241. Bumb (Deutsches Reichspatent 191075 [42 h], und 196170
[42 h] 1906) Lichtmessung mit Selen.
242. Coste (Comptes rendus 143, 822, 1906; Beiblätter zu den
Annalen der Physik und Chemie 32, 96, 1908) Ueber das elektrische
Leitvermögen des Selens.
243. Frikart (Deutsches Reichspatent 190464 vom 9.12.1906)
Drahtlose Bildübertragung.
- 362 —
244. J. W. Giltay (Veriiandlungen der Amsterdamer Akademie
1906, 1. Sekt. 9j Nr. 3; Beiblätter zu den Amialen der Physik und
Chemie 31, 845, 1907) Experimentalwitersuchuns über die Möglich-
keit einer Doppeltelephonie mittels unterbrochener Klänge.
245. Hoecken (Deutsches Reichspatent 177065 [42 h] 1906) Selen-
photometer.
246. A. Korn (Deutsches Reichspatent 180 219 vom 12.1.1906)
Relaisanordnung.
247. A. Korn (Comptes rendus 143, 892, 1906; Französisches
Patent 363 390 vom 2. 5. 1906) Der Selenkompensator.
248. Liebreich (Deutsches Reichspatent 190462 vom 5. 5. 1906;
vergl. auch Deutsches Reichspatent 192288 und .210824) Bildtele-
graphie.
249. Lux (Bayerisches Industrie- und Gewerbeblatt 38, 13, 1906)
Bildübertragung^
250. R. Marc (Zeitschrift für anorganische Chemie 48, 393, 1906)
Ueber das Verhalten des Selens gegen Licht und Temperatur.
25L R. Marc (Zeitschrift für anorganische Chemie 50, 446, 1906)
Ueber das Verhalten des Selens gegen Licht und Temperatur.
252. R. Marc (Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft
39, 697, 1906) Notiz zur Kenntnis der allotropen Formen des Selens.
253. Pochettino .und Trabacchi (Rendiconti della Regia Acca-
demia dei Lincei 15, 27, 1906; n Nuovo Cimento Periodico di fisica
12, 335, 1906; Beiblätter zu den Annalen der Physik und Chemie
32, 93, 1908) Ueber das Verhalten des Selens gegen Wechselströme.
254. Reinganum (Physikalische Zeitschrift 7, 786, 1906) Eine
neue Anordnung der Selenzellen.
255. Rignouz (Französisches Patent 364189 vom 10.2.1906) Fern-
sehen.
256. E. Ruhmer (Physikalische Zeitschrift 7, 430, 1906) Brief-
kastennotiz.
257. G. W. Ruhmer (Deutsches Reichspatent 197385 [42 h] und
198290 [42 h] 1906) Lichtmessung mit Selen.
258. Schrott (Berichte der Kaiserl. Akademie der Wissenschaften
zu Wien 115, II. Abt. 1031, 1906; Physikalische Zeitschrift 8, 42, 1907)
Das elektrische Verhalten der allotropen Selenmodifikationen iinter
dem Einfluß von Wärme und Licht.
259. Stephan (Der Mechaniker 14, 159 und 173, 1906) Konstruk-
tion eines elektrischen Femsehers.
260. Torda (The Electrician 56, 1042, 1906; Elektrotechnische
Zeitschrift 27, 729, 1906; Beiblätter zu den Annalen der Physik und
Chemie 31, 11, 1907) Selenphotometer.
261. Vogler (Der Mechaniker 14, 147, 1906; Beiblätter zu den
Annalen det Physik und Chemie 90, 1068, 1906) Herstellung einer
Selenzelle und eines Apparates zum Nachweis der Lichtempfind-
lichkeit.
1907.
262. Adamian (Deutsches Reichspatent 197 443 vom 28. 3. 1907;
Deutsches Reichspatent 197183 vom 1Z 7. 1907) Bildübertragung.
263. G. Allström (Elektrotechnische Zeitschrift 28, 1131 und
1240, 1907) Selenrelais für Telegraphie.
264. Ch. G. Barkla (Jahrbuch d. {Radioaktivität imd Elektrotechnik '
5, 246, 1908) Der Stand der Forschung über die sekundäre Röntgen-
strahlung.
265. R. Bellini (Centralblatt für Mineralogie, Geologie und
Paläontologie. 611, 1907) Spuren von Selen auf der Vesuvlava
von 1916.
— 863 —
2Ö6. Sh. Bidwell (The Nature 76, 444, 1907) Praktische Tele-
photographie.
Wl. Sh. Bidwell (The Nuture 77, 222, 1907; Beiblätter zu den
Annalen der Physik und Chemie 32, 610, 1906) Die photoelektrischen
Eigenschaften des Selens»
268. O. V. Bronk (Elektrotechnische Zeitschrift 28, 1240, 1907)
Selenreüis.
269. F. C. Brown und J. Stebbins (The Physical Review 25,
501, 1907; Beiblätter zu den Annalen der Physik und Chemie 32,
1061, 1908) Ueber die Verändenmg der Lichtempfindlichkeit des
Selens durch Druck.
270. F. C. Brown imd J. Stebbins (The Physical Review 25, 505,
1907; Beiblätter zu den Annalen der Physik und Chemie 32, 1061,
1908) Einfluß der Radiumstrahlung auf den Widerstand der Selen-
zellen.
271. Buckney und Jones (The Electrician i^, 211, 1907) Ein
neues Selenphotometer.
272. B. Glatzel Peutsche Mechaniker-Zettung 189, 197, 209, 1907;
Elektrotechnische Zeitschrift 28, 809, 1907; Verkehrstechnische Woche
1907) Das Selen und seine Anwendung in der Femphotographie.
273. B. Glatzel (Verkehrstechnische Woche Nr. 45 1907) Die
Kom'sche Femphotographiestation in der Allgem. Ausstellung von
Erfindimgen der Klein-Industrie in Berlin.
274. Haub (Der Mechaniker 15, 75, 1907) Ein neues Selen-Photo-
meter.
275. Kleinberg &. Co.> M. 'Schlechter (Deutsches Reichspatent
193170 [42 h] 1907) Selenphotometer.
276. A. Korn (Physikalische Zeitschrift 8, 18, und 19, 1907)
Ein Lichtrelais. Der Selenkompensator und seine elementare Theorie.
277. A. Korn (Physikalische Zeitschrift 8, 118, 1907) Ueber eine
neue Methode der elektrischen Femphotographie.
278. A. Korn (Elektrotechnische Zeitschrift 28, 808, 1907) Ueber
die " Versuche mit Bildtelegraphie zwischen Mtknchen und Berlin.
279. A. Korn (Zeitschrift für Schwachstromtechnik 463, 1907)
Fortschritte der Bildtelegraphie.
280. A. Korn, Elektrische Femphotographie und Aehnliches,
2. Aufl- Verlag von Hirzel^ Leipzig, 1907.
281. R. Marc (Zeitschrift für anorganische Chemie 53, 298,
1907) Ueber das Verhalten des Selens gegen Licht und Temperatur.
282. R. Marc, Die physikalisch-chemischen Eigenschaften des
metallischen Selens. Verlag von Leopold Voß, Hamburg 1907.
283. E. Merritt (The Physical Review 25, 502, 1907; Beiblätter
zu den Annalen der Physik und Ch^nie 32, 1061, 1908) Die Erholung
von Selenzellen, die dem Lichte ausgesetzt waren.
284. Minchin (The Nature 77, 173, 1907; Beiblätter zu den An-
nalen der Physik tmd Chemie 32, 610; 1908) Die ))hotoelektrischen
Eigenschaften des Selens.
285. Moß (The Nature 77, 198, 1907; Beiblätter zu den Annalen
der Physik imd Chemie 32, 610, 1906) Die photoelektrischen Eigen-
schaften des Selens.
286. Kisco (Zeitschrift für Schwachstromtechnik 253, 1907; Pro-
metheus 18, 357, 1907) Femsehen mittels Elektrizität
287. Pochettino und Trabacchi (II Nuovo Cimcnto Periodico
di fisica 13, 29, 1907; Beiblätter zu den Annalen jder Physik und
Chemie 31, 1128, 1907) Weitere Unterauchungen über das elektrische
Verhalten des Selens.
288. E. Presser (Deutsches Reichs-Gebrauchsmuster 312022 vom
3.6.1907; Elektrotechnische Zeitschrift 28, 560, 571, und 703, 1907)
Die Anwendung des Selens zu photometrischen Messungen.
— 364 —
289. Reinganum (Physikalische Zeitschrift 8, 293 und 392. 1907)
^*^^^^" ^^^^^ elektrolytischen Selenzelle. (Berichtigung).
iHA-n A ^' ^- Schrott (Elektrotechnische Zeitschrift 28, 293 und 571.
^w7) Anwendung des Selens zu photometrischen Messungen,
tnn^ «• Senlecq (The Scientific American, Supplement 64, 372.
1907) Fernseher. ' '
*.« ^292) M. Sperling (Dissertation, Göttingen 1907; Hessische Jahr-
bücher für Natur und Heilkunde 1908) Beiträge zur Kenntois der
Selenzellen.
ooA ^-7 JVn?^®^i5^® '^^i ^A Brown (The Astrophysical Journal 26,
326 1907; The Nature 77, 302, 1908) Eine Bestimmung des Mond-
licnts mit emem Selenphotometer.
294 Weidhaas (Zeitschrift für den physikalischen und chemi-
schen Unterricht 20. 93, 1907; Beiblätter zu den Annalen der Physik
und Chemie 31, 951, 1907) Einfache Versuche zur Demonstration
der Lichttelephonie.
.«^^^- '^*" (Elektrotechnischer Anzeiger 24, 115, 127 und 141.
1907) Fortschritte der elektrischen Bildtelegraphie.
.1908.
296. E. Albrecht (Der Mechaniker 16, 65, 1908) Selenphotometer.
. 297. L. Amaduzzi (Rendiconti della Regia Accademia dei Lincei
17, 590, 1908; Annalen der Physik und Chemie 33, 96, 1909) Ueber
die Emission von belichteten kristall. Selen,
298. Armangaud (The Nature 36, 390, 1908) Fernseher.
299. G. Athanasiadis (Annalen der Physik und Chemie 25, 92,
1908) Das Verhälmis der Beleuchtung zum Leitvermögen des Selens.
300. G. Athanasiadis (Annalen der Physik imd Chemie 27^ 890,
1908) ^Virkung der Röntgenstrahlung auf den elektrischen Wider-
stand des Selens.
301. F. Bemochi (Englisches Patent 11416 vom 31. 3. 1908;
Deutsches Reichspatent 214472 vom 1.4.1908) Drahtlose Bildüber-
tragung.
302. Sh. Bidwell (The Nature 78, 105, 1908) Telegraphische
Photographie und elektrisches Fernsehen.
303. E. Branly (Comptes rendus 147, 124, 1908; Beiblätter zu den
Annalen der Physik und Chemie 33, 925, 1909) Bemerkungen zu
der Mitteilung von C. Tissot.
304. F. C. Brown und Stebbins (The Physical Review 26, 273,
1908; Beiblätter zu den Annalen der Physik und Chemie 33, 220,
1909) Studien über die Aenderung des elektrischen Widerstandes
von Selenzellen.
305. O. und A. Dony-Hönault (Bulletin de la Sociöt^ chimique
de Belgique 22, 224, 1908) Ueber die photographische Wirkung von
H,Oj.
306. W. S. Gripenberg (Physikalische Zeitschrift 9, 519, 1908)
Ueber die Anwendung von Selendampf zur Herstellting von licht-
empfindlichen Zellen.
307. A. Korn (Deutsches Reichspatent 211 836 vom 23, 12, 1908)
Bildüb ertrag^ng.
308. F. Montön (Archiv for Matematik, Astronomi och Fysik
4, 1, 1908; Dissertation Upsala 1909; Beiblätter zu den Annalen der
Physik 33, 628, 1909) Ueber den Einfluß des Druckes auf den elek-
trischen Widerstand des Selens und Schwefelsilbers.
309. R. J. Moß, G. M. Minchin, Sh. Bidwell (The Nature
77, 198 und 222, 1908) Die photoelektrischen Eigenschaften des
Selens,
— 365 —
310. G. Pellini und Pedrina (Rendiconti della Regia Accademia
dei Lincei 17, II. Sem. 78, 1906 und Gazetta chimica Italiana 39,
35, 1909) Selen und Jod.
311. A. Pochettino (II Nuovo Cimento Periodic© di fisica 16,
381, 1908; Beiblätter zu den Annalen der Physik und Chemie 33, 993,
1909) Ueber den sekundären Strom der Selenpräparate.
31Z Ribbe (Zeitschrift für Elektrochemie 14, 777, 1908) Selen-
zellen !mit tmterhalb der einheitlich in sich geschlossenen Selen-
schicht liegenden Leitern.
313. Chr. Ries (Physikalische Zeitschrift 9, 164, 1908) Licht-
empfindlichkeit des Selens.
314. Chr. Ries (Physikalische Zeitschrift 9, 228, 1908) Entgegen-
gesetztes Verhalten des Selens.
315. Chr. Ries (Physikalische Zeitschrift 9. 569, 1908) EinHuß
der Feuchtigkeit auf die elektrischen Eigenschatten des Selens.
316. Chr. Ries, Die elektrischen Eigenschaften des Selens und
seine Bedeutung für die Elektrotechnik. I. Aufl. Berlin-Nikolassee,
F. und M. Harrwitz, 1908.
317. S. Saeland (Annalen der Physik und Chemie 27, 903, 1908)
Ueber die sogenannte 'Metallstrahlung.
318. E. Schiesser (Deutsche Uhrmacherzeitung 32, 144, 1908)
Sekundenpendel und Selenkontakt.
319. Stephan (Deutsches Reichspatent 214 473 vom 27. 2. 1908)
Femseher.
320. C. Swinton (The Nature 78, J51, 1908) Elektrisches Fern-
sehen.
321. C. Tissot (Soc. fran9. d. phys. No. 275, 6, 1908; Annalen
der Physik und Chemie 32, 1073, 1908) Anruf mit elektrolytischem
Detektor und Selenzelle.
322. C. Tissot (Comptes rendus 147, 37, 1908; Beiblätter zu den
Annalen der Physik und Chemie 33, 924, 1909) Ueber den Gebrauch
empfindlicher Detektoren für elektrische Schwing^ungen, welche auf
thermoelektrischen Wirkungen beruhen.
323. Sociötö anonyme: le matin Paris (Der Mechaniker 16, 5,
1908 und Französisches Patent 376904) Der Telegraveur.
1909.
324. L. Amaduzzi (II Nuovo Cimento Periodico di fisica 18,
58, 1909; Beiblätter zu den Annalen der Physik und Chemie 34, 376,
1910) Beobachtungen über das Seleif im magnetischen Felde.
325. Gebr. Andersen (Deutsches Reichspatent 233688 vom 19.12.
1909) Femseher.
326. F. Bonola und G. Cavino (II Nuovo limento Periodico
di fisica 17, 95, 1909; Beiblätter zu den Annalen der Physik und
Chemie 33, 1333, 1909) Anwendung der , Widerstandsänderung des
Selens zur Untersuchung der N-Strahlungen.
327. V. Chiarini (Rendiconti della Regia Accademia dei Lincei
18, 246, 19(Ä; Beiblätter zu den Annalen der Physik und Chemie
33, 876, 1909) Ueber einige elektrische Eigenschaften von Selen.
328. M. Coste (Comptes rendus 149, 674, 1909; Beiblätter zu den
Annalen der Physik und Chemie 34, 525, 1910) Ueber die Umwand-
lungen des Selens.
329. L. S. Mc. Dowell (The Physical Review 29. 1. 1909; Bei-
blätter zu den Annalen der Physik und Chemie 34, 490, 1910) Einige
elektrische Eigenschaften des Selens.
330. L. Dubois (The Electrician 62, 570 und 644, 1909) Der
Apparat von Korn zur Uebermittlung von Photographien.
331. W. S. Gripenberg (Physikalische Zeitschrift 10, 957, 1909)
Ueber jlie Kristallisation dünner Selenplatten.
— 866 —
332. (W. S. Gri]>exiber«: (Elektroti^chnische Zeitschrift 3D, 495,
und 885, 190Q) Ueber eine DnickkontAkt^eleaseHe.
333. A. Kom (Naturforscher- Vers, in Smlzbnr^: 1909; Veihand-
hxngen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft 11, 436, 1909;
Physikalische Zeitschrift 10, 793, 1909) UntersuchunsT^n über die
Herabsetzung der Trägheit von Selenzellen mit Hilfe der Kompensa-
tionsmetfaode.
334. A. Kom (Deutsches Reichspatent 233213 vom 5. 12. 3909)
Bildübertrag^ng.
335. H. R. Kruyt (Zeitschrift fQr anorganische Chemie 64, 305,
1909) Die dynamische Allotropie des Selens.
335a« W. Meier (Dissertation, Göttingen 1909; Annalen der Physik
31, 1017, 1910) Untersuchungen über Dispersion und Absorption
bei Metallen.
336. A. H. Pfund (Physikalische Zeitschrift 10, 340, 1909 und
The Physical Review 28, 324, 1909) Die elektrischen und optischen
Eigenschaften des metallischen Selens.
337. A. Pochettino ^Rendiconti della Regia Accademia dei
Lincei 18, 11. Sem., 445, 1909; Beiblätter zu den Annalen der Physik
und Chemie 34, 658, 1910) Ueber das Verhalten der gewöhnlichen
Selenzelle gegen Wechselstrom.
338. A. Pochettino (Atti del Reale Accademia dei Lincei 18, '449,
1909; Beiblätter zu den Annalen der Physik und Chemie 33, 1170,
1909) Ueber die Umwandlung des Selens.
339. £. Presser O^eutsches Reichspatent 219574 vom 18. 2. 1909
imd Deutsches Reichs- Gebrauchs-Muster 406 286 vom 28.12.1909)
Selenselle; femer (Schweizerische Elektrotechnische Zeitschrift 396,
1909) Keuere Fortschritte auf dem Gebiete der Selenphotometrie.
340. Rignoux und Foumier (L'Illustration 451, 1909) Femseher.
341. Chr. Ries, Das Licht in seinen elektrischen und magneti-
schen Wirkimgen (Wissen und Können Bd. 11) Leipzig, Joh. Ambr.
Barth, 1909.
342. Chr. Ries (Physikalische Zeitschrift 10, 54, 1909) Ueber die
Anwendung von Selendampf zur Herstellung von lichtempfindlichen
Zellen.
343. &. Ruhmer (Zeitschrift für Schwachstromtechnik 3, 393,
1909; Der Mechaniker 17, 145, 1909) Der elektrische Femseher.
344. V. Salviati (Elektrotechnische Zeitschrift 30, 885, 1909)
Druckkontakt-Selenzelle.
.1910.
345. L. Amaduzzi (Rendiconti delP Accademia Bologna 14, 31 «
/910) Der Hallwachseffekt am kristallinischen Selen.
346. Gebr. Andersen (Zeitschrift für Schwachstromtechnik 4,
452, 1910; Der Mechaniker 18, 160, 1910; Elektrotechnische Zeit-
schrift 32, 1038, 1911) Femseher. v
347. F. C. Brown (Physikalische Zeitschrift 11, 481, 1910) Selen-
zellen von hoher Empfindlichkeit.
348. F. C. Brown (Physikalische Zeitschrift 11, 482, 1910) Eine
neue lichtelektrische Eigenschaft am Selen.
349. E. Dafah (Modem Electrics 3, 496, 1910; Elektrotechnische
Zeitschrift 32, 66, 1911) Alarm!\rorrichtiing mit Selenzelle.
350. M. .Posai (Der Mechaniker 18, 54, 1910) Ein neuer Vor-
schlag zur Lösung des Femseherproblems.
351. L. S. Mc. Dowell (The Physical Review 30, 474, 1910;
Beiblätter zu den Annalen der Physik und Chemie 34, 970, 1910)
Die [Erholung der Selenzellen nach Erregung mittels X-Strahlen.
— 367 —
352. L. S. Mc. Dowell.i[The Physical Review 31, 524, 1910;
Beiblätter zu d» Annalen der Physik und Chemie 35, 369, 1911)
Der Einfluß der Temperatur auf die Erholung.
353. J. W. Giltay (PhysikaHsche Zeitschrift 11, 419, 1910) Selen-
zelle mit erhöhter Ausnutzung^ des Lichte«.
854. Br. Glatzel (Elektrotechnische Zeitschrift 31, 1062 und
1092, 1910) Neue Versuche über Femübertragung von Bildern.
355. W. S. Gripenberg (Physikalische Zeitschrift 11, 132, 1910)
Selenzellen mit erhöhter Ausnützung des Lichtes.
356. W. S. Gripenberg (Physikalische Zeitschrift 11, 420, 1910)
Zum Problem des jelektrischen Femsehens.
357. A. Korn (Fortschritte der naturwiss. Forschung 1, 177,
1910) Die Entwicklung der Bildtelegraphie.
358. W. Kuhhnann (Der Mechamker 18, 146, 1910) Neue Wege
zum iautomatischen photographischen Registrieren des Gewichts-
verlustes einer Substanz.
359. J. Luterbacher (Annalen der Physik und Chemie 33, 1392,
1910) Der Einfluß der elektromotorischen Kraft auf den elektrischen
Widerstand des Selens.
360. H. P^labon (Comptes rendus 151, 641, 1910; Elektrochemi-
sche Zeitschrift 17, 252, 1910) Ueber die Zellen aus Gelen und
S elen- Antimonlegierungen.
361. Rignoux und Foumier (Llndustrie Electrique 19, 80, 1910;
Telephone Engineer 3, 107, 1910/11; Der Mechaniker 20, 30, 1912)
Ein neues Femsehsystem.
362. E. IRuhmer (Der Mechaniker 18, 160, 1910) Der Femseher
der Gebrüder Andersen.
363. Saint Ren6e (Comptes rendus 150, 446, 1910) Femseher.
364. T. Thome-Baker (The Electrician 64, 1070, 1910) Ueber
einige Eigenschaften des Selens.
365. T. Thome-Baker (Elektrotechnische Zeitschrift 31, 224,
1910) Bildübertragung.
366. Timar (Deutsches Reichspatent 233 343, 233 344, 234 760 [42 h]
1910) Selenphotometer.
367. L. Tschömer .(Englisches Patent 13104 vom 24.11.1910)
Bildtelegraph.
1911.
368. F. C. Brown (The Physical Review 32, 237, 1911) Die elek-
trischen Eigenschaften von positiv und negativ lichtempfindlichem
Selen.
369. F. C. Brown (The Physical Review 32, 252, 1911) Die
Nlltur der Erholung von positiv und negativ lichtempfindlichem
Selen.
370. F. C. Brown (The Physical Review 33 1, 1911 ; Beiblätter
zu den Annalen der Physik und Chemie 36, 114, 1912) Die Natur
der Lichteinwirkung auf das Selen.
371. F. C. Brown (The Fhysical Review 33 403, 1911; Beiblätter
zu (den Annalen der Physik und Chemie 36, 894, 191^ Die Erholung
der Giltay-Selenzelle und die Natur der Lichteinwirki^g auf das
Selen.
372. F. C. Brown und W. H. Cläre (The Physical Review 32, 251,
1911, und 33, 53, 1911) Eine Methode zur Messung von schnell ver-
laufenden Widerstandsänderungen.
373. L. B. Cmm (The Physical Review 33, 538, 1911; Beiblätter
zu den Annalen der Physik und Chemie 36, 894, 1912) Einige Charak-
teristiken von negativ lichtempfindlichem Selen.
374. M. Dosai (Der Mechaniker 19, 54 und 137, 1911) Ein neuer
Vorschlag zur Lösung des Femseherproblema.
— 368 —
375. Br. Glatzel (Verhandlungen der Deutschen Physikalischen
Gesellschaft 13, 778, 1911; Physikalische Zeitschrift 12, 1169, 1911)
Die Trägheit der Selenzellen.
376. Gesellschaft für elektrotechnische Industrie (Deutsches
Reichspatent 241638 [42 h] 1911) Lichtmessung mit Selen.
377. N. Hesehus (Journal der Russischen physikalisch-chemischen
Gesellschaft 43, 365, 1911; Beiblätter zu den Annalen der Physik
und Chemie 36, 627, 1912) Die elektrischen Eigenschaften der Kör-
per in Abhängigkeit von ihrem allotropischen Zustande.
378. A. Korn und Br. Glatzel, Handbuch der Phototelegraphie
Telautographie, Leipzig, Otto Nemnich, 1911.
379. O. Lindner und B. Replogle (Amerikanisches Patent 1 011 824
vom 12,12,1911) Selenzelle. ^ *
380. H. V. Martin (Physikalische Zeitschrift 12, 41, 1911) Be-
obachtungen an metallischen Leitern von sehr hohem Widerstand
und elektronentheoretische Folgerungen.
381. A. Pochettino (Rendiconti della Regia Accademia dei Lincei
20, I, 428, 1911; Beiblätter zu den Annalen der Physik und Chemie
36, 81, 1912) Ueber einige neue Verfahren kolloides Se darzustellen.
38Z A. Pochettino (II Nuovo Cimento Periodico di fisica 1, 147,
1911; Beiblätter zu den Annalen der Physik und Chemie 36, 115, 1912)
Ueber die Empfindlichkeit der Selenpräparate gegett das Licht.
383. Chr. Ries (Programm des Theresien-Gymnasiums München
1911; Physikalische Zeitschrift 12, 480 und 522, 1911) Die «Ursache
der Lichtempfindlichkeit des Selens.
384. Chr. Ries (Annalen der Physik und Chemie 36, 1055, 1911)
Der Spannungseffekt am Selen und Antimonit
385) B. L. Rosing Per Mechaniker 19, 124 und 137, 1911) Ueber
elektrische Teleskopie imd die einzige Möglichkeit ihrer Verwirk-
lichung.
386. Timar (Deutsches Reichspatent 242 751 [42 h] 1911) Selen-
photometer.
387. B. Zävada (Elektrotechnische Zeitschrift 32, 1111, 1911)
Anordnung zur Beseitigung der störenden Wirkungen der Trägheit
von Selenzellen für telephotographische Zwecke.
1912.
388. L. Amaduzzi (Physikalische Zeitschrift 13, 165, 1912) Ueber
den inneren Hallwachseffekt am Selen.
389. L. Amaduzzi und M. Padoa (11 Nuovo Cimento Periodico di
fisica 3, 66, 1912; Beiblätter zu den Annalen der Physik und Chemie
36, 1104, 1912) Photoelektrische Leitfähigkeit und Hysteresis bei iy>-
morphen Selenmischungen und Selen-Tellur-Mischungen.
390. F. C. Brown (The Physical Review 34 201, 1912; Bei-
blätter zu den Annalen der Physik und Chemie 36, 1102, 1912) Die
tatsächliche Tiefe des Eindringens von Licht in das Selen.
391. F. C. Brown (Physikalische Zeitschrift 13, 859, 1912) Die
Wirkimg einer Verletzung durch Abschoben auf die elektrische Leit^
fähigkeit des Selens.
392. E. E. Foumier d'Albe (Proceedings of the Royal Society
of London 86, 452, 1912; Beiblätter zu den Annalen der Physik und
Chemie 36, 1102, 1912) Ueber die Aenderung des Widerstandes von
Selen mit der Spannung.
393. E. E. Foumier d'Albe (Physikalische Zeitschrift 13, 942,
1912; Proceedings of the Royal Society of London A 66, 454, 1912)
Ueber das Optophon.
394. Br. Glatzel (Verhandlungen der Deutschen Physikalischen
Gesellschaft 14, 607, 1912) Untersuchungen über Trägheit und Emp-
findlichkeit lichtempfindlicher Zellen.
— 369 —
S95. W. .8. Gripenberg (Physikalische Zeitschrift 13, 161, 1912)
Ueber die Kristallisation dünner Selenplatten.
396. IW. S. Gripenberg (PhysikaUsche Zeitschrift 13, 686, 1912)
Selenzelle hoher Empfindlichkeit
397. F. Kaempf (Physikalische Zeitschrift 13, 689, 1912) Sätti*
gungsströme im Selen.
398. A. Korn (Elektrotechnische Zeitschrift 33, 139, 1912) Stauen
für Pemphotographie in Montecarlo.
399. A. Korn (Elektrotechnische Zeitschrift 33, 902, 1912) Fem-
photographie.
400. O. Lindner und J. B. Replogle (The Electrica! World No. 5,
251, 1912; Der Mechaniker 20, 148, 1912) Eine neue Form der Selen-
zelle.
401. Marino (Elektrotechnische Zeitschrift 33, 1193, 191^ Fera-
fibertragung von Bildern.
402. W. E. Pauli (Annalen der Physik und Chemie 38, 870, 1912)
Ueber die Phosphoreszenz von Selenverbindungen.
403. H. P^labon (Comptes rendus 154, 1414, 1912; Beiblätter zu
Axmalen der Physik und Chemie 36, 1210, 1912) Ueber selenhaltige
Ketten.
404. A. H. Pfund (The Physical Review 34, 370, 1912; Physika-
lische Zeitschrift 13, 507, 1912) Anwendung der Selenzellen in der
Photometrie.
405. A. Pochettino (Nuovo Cimento Periodico di fisica 4, 56
imd 189, 1912; Beiblätter zu den Annalen der Physik Und Chemie
37, 967, 1913) Ueber die Ursache der Lichtempfindlichkeit der Selen-
präparate.
406. Chr. Ries (Annalen der Physik und Chemie 38, 721, 1912)
Der Spannungseffekt, ^ine allgemeine Eigenschaft der lichtempfind-
lichen Körper.
407. Chr. Ries (Der Mechaniker 20, 188 und 213, 191^) Eine
neue Form der Selenzelle.
408. E. ifuhmer (Der Mechaniker 20, 199, 1912) Eine neue Form
der Selenzelle.
408a. E. Ruhmer (Elektrophysikalische Rundschau 3, 57, 1912)
Ulsber neuere photophonographische Versuche.
409. L. Tschömer (Der Mechaniker 20, 147, 1912) Bildtelegraph.
410. Uppenbom-Monasch, Lehrbuch der Photometrie, 1912, XIV.
Kap. Selenphotometrie.
411. A. Weigl (Deutsches Reichspatent 38 644 yom 26. Aug. 191^
Verfahren zur Herstellung zwenr genau gleicher Selenzellen.
41Z A. Weigl (Deutsches Reichspatent 47621 vom 25. Dez. 191^
Verfahren zur Beseitigung der Trägheit der Selenzellen.
413. Gyulai Zolt&n (Physikalische Zeitschrift 13, 454, 1912} Ueber
den Hallwachseffekt beim Selen.
1913.
414. F. C. Brown (Physical Review of the American Physical
Society 1, 237, 1913) Eine Methode zur Herstellimg negativ licht-
empfindlichen Selens.
415. F. C. Brown (Physical Review of the American Physical
Society 2, 153, 1913; Beiblätter zu den Annalen der Physik 38, 626,
1914) Die Einwirkung von .Quecksilberdampf auf Selen.
416. F. C. Brown und L. Sieg (Phjrsical Review of the American
PhjTsical Society 2, 487, 1913) Empfindlichkeitskurven des Selens.
Daa S«Un. %4
— 370 —
41 7. L. Brunner-Krakau (Bericht Über die V. Hauptverseillnl«
lirns: der Deutschen Bunsengesellschaft für angewandte physikalische
Chemie teu Breslau vom 3.--6. August 1913; Physikalische Zeit-
schrift 14, 1247, 1913) Selenwasserstoff und .Tellurwasserstoff oder
Säure.
418. F. Diestelmeier (Physikalische Zeitschrift 14. 1000, 1913)
Fluoreszenz der Elemente in der 6. Gruppe des periodischen Systems.
419. E. E. Poumier d'Albe (Bericht über die Tagung der British
Association in Birmingham, la— 17. Sept. 1913; Proceedings of the
Royal Society, London A, 89, 75, 1913; Physikalische Zeitschrift
14, 1307, 1913) Die kleinste Lichtmenge, die durch Selen kiachge-
wiesen werden kann.
420. KV. S. Gripenberg (Ph^sikalUche Zeitochrift 14, 123, 1913)
Der Brechungsindex des kristallinischen Selens.
421. H. Ouilleminot (Comptes rendus 156, 1155, 1913). Ueber
die Variation des Widerstandes von Selen, das von X-Strahlen und
Radiumstrahlen getroffen wird.
422. H. Konen, Das Leuchten der Oase und Dämpfe, Braun-
schweig, Vieweg u. Sohn, 1913.
422a. A. Korn (Physikalische Zeitschrift 14, 1127, 1913) Ueber
telegraphische Uebertragung' kinematographischer Aufnahmen.
423. J. Meyer-Breslau (Bericht über die 20. Hauptversammlung
der Deutschen Bunsengesellschaft für angewandte physikalische
Chemie ^zu Breslau vom 3.--6v August 1913; Physikalische Zeit-
schrift 14, 1246, 1913) Eine neue Bestimmung des Atomgewichtes
des Selens.
> 424. P. J. Nicholson (Physikalische iZeitschrift 14, 1210, 1913)
Experimentaltmtersuchungen an Selenzellen.
425. P. J. Nicholson (Physikalische Zeitschrift 14, 1213^ 1913)
Elektronentheorie der Lichtempfindlichkeit des Selens.
426. E. Reisz (Elektrotechnische Zeitschrift 34, 1359 [1362],
1913) Neues Verfahren zur Verstärkung elektrischer Ströme.
427. Chr. Ries (Zeitschrift für Feinmechanik 21, 5^ und 14, 1913)
Einfluß der Spannuxig und Vorbelichtung auf die Trägheit des Selens.
428. Chr. Ries (Zeitschrift für Feinmechanik 21, 61, 1913) Merk-
würdiges Verhalten einer Selenzelle..
429. Chr. Ries, Die elektrischen Eigenschaften und die Bedeutung
des Selens für die Elektrotechnik, Verlag Harrwitz, Berlin-Nikolassee.
2. Auflage, 1913.
43Ö. W. Steubing (Physikalische Zeitschrift 14, 887 und 960^
1913) Fluoreszenz der Elemente in der 6. Gruppe des periodischen
Systems, Schwefel— Selen— Tellurdatnpf.
430a. B. Thieme (Zeitschrift f. techn. Physik 1.10.1913) Flammen
als physikalische Apparate.
W14.
431. M. Abonnenc (Comptes rendus ^59, 41, 1914; Beiblätter Sü-
den Annalen der Physik 38, 1345, 1914) Einfluß des Tellurs auf die
Empfindlichkeit des Selens gegenüber Licht
432. F. C. Brown und L. P. Sieg (Philosophical Magazine and
Journal of Science 28, 497, 1914; Beiblätter zu den Annalen der
Physik 39, 252, 1915) Der Siu der Lichtwirkung in bestimmten
Kristallen von metallischem Selen und einige diesbezügliche neue
Eigenschaften.
433. F. C. Brown und L. P. Sieg (Physical Review of the Ame-
rican Physical Society 4, 48, 1914; Beiblätter zu den Annalen aer
Physik 39, 114, 1915) Wellenlängenempfindlichkeitskurven für Ucht-
empfindliches Selen und ihre Deutung.
434. F. C. Brown (Physical Review of tfie American Physical
Society 4, 85, 1914; Beiblätter zu den Annalen 4er Physik 3Q, 114,
1915) Die Kristallformen des metallischen Selens und einige ihrer
physikalisch^ Eigenschaften.
435. E. O. Dietrich (Physical Review of die fkxaeticsxi Physical
Society 4, 467, 1914; Beiblätter zu den Annalen der Physik 39, 251,
1915) Der Einfluß der Abkühlung auf die Charakteristiken von licht-
empfindlichem Selen.
436. K. Poersterling und V. Fröedericksz (Annalen der Physik
und Chemie 43, 1227, 1914) Dispersion und Absorption von bmorphem
und metallischem Selen.
437. G. E. Grantham (Physical Review of the American Physical
Socier^ 4, 259, 1914; Beiblätter zu den Annalen "der Physik 39, 115,
1915) Der Zeitfaktor in dem Selenwiderstand.
438. W. S. Gripenberg Physikalische Zeitochrift 15, 462, 1914)
Ueber die Tiefe der Lichtwirkung beim Selen.
439. M. Immelmann (R^n^entaschenbuch 6, 25, 1914) Das Für-
stenausche Intensimeter.
440. M. Immelmann und J. Schütze (Fortschritte auf dem Ge-
biete der Röntgenstrahlen 22, 533, 1914) Absorptionsmessungen mit
dem Fürstenauschen Intensimeter.
441. W. Jänichen, Lichtmessungen mit Selen, Verlag Harrwitz,
Berlin-Nikolassee, 1914.
442. A. Korn (Elektrotechnische Zeitschrift 35, 442 und 459,
1914) Ueber .den gegenwärtigen Stand der Bildtelegraphie, insbe-
sondere über ein neues Stufenrelais zur Verstärkung der Ströme,
welche bisher durch die Selenmethode zur Verfügung gestellt wurden.
443. A. Korn (Prometheus 25, 609, 710, 754, 756, 1914) Ueber
die telegraphische Uebertragung von Photo^aphien. — I. Die prin-
zipiellen Grundlagen jeder telegraphischen Bildübertragung, die stati-
stische Methode und einige geschichtlich^ Notizen über die Ent-
wicklung der Bildtelegraphie. — II. Ueber die Selenmethode und die
Relittfmethode. — IIL Die telautographische Methode. — IV. Die
Methode der Zwischenklisches.
444. P. J. Nicholson (Physical Review of the American Physical
Society 3, 1, 1914; Beiblätter 38, 1343, 1914) Die physikalischen Eigen-
schaften des Selens.
445. H. Pelabon (Comptes rendus 158, 1669, 1914; Beiblätter zu
den Annalen der Physik 39, 76, 1915) Thermoelektrische Prüfimg
von Selen-Antimonlegierungen.
446. H. Pelabon (Comptes rendus 158, 1897, 1914; Beiblätter zu
den Annalen der Physik 39, 76, 1915) Ueber die thermoelektrischen
Kräfte von Selen-Zinnlegierungen.
447. P. Pignatoro l^uovo Cimento Pmodico di fisica 6, 326,
1914: Beiblätter zu den Annalen der Physik 38, 1344, 1914) Ueber
das Verhalten kristallinischen Selens gegenüber sichtbarer Strahlung.
448. W. dal Regno (Nuovo Cimento Pepodico di fisica 8, 295,
1914; Beiblätter zu den Annalen der Physik 39, 527, 1915) Ueber die
Natur des photoelektrischen Seleneffektes.
449. L. P. Sieg und F. C. Brown (Physical Review of the Ame-
rican Physical Society 4, 507, 1914; Beiblätter zu den Annalen der
Physik 39, 527, 1915) Wellenlängenempfindlichkeitskurven einzehier
Kristalle von metallischem Selen, mit einer teilweisen Erklänmg
der Komplixität der J^ichtwirkimg ixi Selenzellen.
450. A. M. Tyndall und G. W. White (Physikalische Zeitschrift
15, 154, 1914) Die Eigenschaften von Selenblöcken.
451. G. W. White (Philosophical Magazine and Journal of
Science 27, 370, 1914) Die Eigenschaften von Seleablöcken.
a4^
-^ 372 —
1915.
452. J. filondin (Telegraphen- und Femsprech-Technik 4, 11, 1Q15)
Bildtelegraphie.
453. F. C. Brow» (Phyaical Review of the American Physical
Society 5, 74, 1915) Einige fundamentale elektromechanische, photo-
elektriache und elektrische Beziehungen .in Kristallen von metalli-
schem Selen.
454. F. C. Brown (Physical Review o£ the American Physical
Society 5, 75, 1915; auch Beiblätter zu den Annalen der Physik 39,
575, 1915) Die Anwendung der Elektronentheorie auf die Erklärung
der {elektrischen Leitimg in Kristallen nietallischen Selens.
455. F. C. Brown O^hysical Review of the American Physical
Society 5, 167, 1915; auch Beiblätter zu den Annalen der Physik 39,
529, 1915) Die elektrischen, photoelektrischen und elektromechani-
schen Eigenschaften einzelner Kristalle metallischen Selens, mit
Anwendungen auf die Kristallstruktur.
456. F. C. Brown (Physical Review of the American Physical
Society 5, 236, i915; auch Beiblätter zu den Annalen der Physik
39, 721, 1915) Isolierung von Selenkristallen des zweiten und fünften
Systems "und die physikalischen Bedingungen für ihr Auftreten.
457. F. C. Brown (Physical Review of the American Physical
Society 5, 395, 1915; auch Beiblätter zu den Annalen der Physik 39,
721, 1915) Das Wesen der elektrischen Leitung zum Zwecke der
Erklärung der Widerstandsrückbildung des Selens nach vorherge*
gangener Bestrahlung.
458. F. C. Brown (Physical Review of the Am|rican Physical
Society 5, 404, 1915; auch Beiblätter zu den Annaleir der Physik 09,
722, 1915) Einige Experimente über die Natur der Lichtwirkungsüber-
tragung in Kristallen metallischen Selens.
459. F. C. Brown (Scientific American 113, 147, 1915; auch Pro-
metheus 27, 1358, 1915) Selenzellen und Selenkristalle.
460. Th. Christen (Fortschritte auf dem Gebiete der Röntgen-
strahlen. 23, 214, 1915/16) Messung heterogener Röntgenstrahlen.
461. D. Diestelmeier (Zeitschrift für wissenschaftliche Photo-
graphie 15, 18 und 33, 1915) Ueber die Fluoreszenz von Schwefel-,
Selen- und Tellurdampf.
462. D. S. Elliot (Physical Review of the American Physical
Society 5, 53, 1915; auch Beiblätter zu den Annalen der Physik 39,
528, 1915) Eine vergleichende Untersuchung der Lichtempfindlich-
keit von Selen und Schwefelantimon bei ^^20 und — 190<^ C.
463. R. Fürstenau (Physikalische Zeitschrift 16, 276, 1915) lieber
die Verwendbarkeit des Selens zu Röntgenstrahlenenergiemessungen.
464. R. Grann (Fortschritte auf dem Gebiete der Röntgenstrah-
len 23, 267, 1915/16) Prinzipielles über die Selenzelle als Mittel zur
Messung der Röntgenstrahlen.
465. R. Grann (Fortschritte auf dem Gebiete der Röntgenstrah-
len 23, 289, 1915/16) Ueber die Benützung des photochemischen Vor-
ganges der Kalomelansscheidimg zur Messung von Röntgenstrahlen
imd über photochemische Methoden überhaupt.
j^ 466. H. Holzknecht und C. Weißenberg (Fortschritte auf dem
t Gebiete kler Röntgenstrahlen 23, 257, 1915/16) Zur speziellen techni-
schen Strahlenmessung. *
467. R. Mayer (Fortschritte auf dem Gebiete der Röntgenstrah-
len 23, 283, 1915) Zur praktischen Anwendung der Selenzelle unter
Vermeidung ihrer Fehler.
468. M. Meyer (Deutsche Medizinische Wochenschrift 41, 1312»
1915) Praktische Erfahrungen mit dem Fürstenauschen Intensimeter.
469. E. Raymond-Barker (T^egraphen- und Femsprech-Technik
3, '199^ 1915 wd Helios Fa^hzeitsphrift 459, 1915) Bildtelegraphie,
— 373 —
470: L. P. Sieg und P. C. Brown (Physical Review of the Ame-
rican Physical Society 5, 65, 1Q15; auch Beiblätter zu den Annalen
der Physik 39, 528, 1915) Eine Erweiterung der Wellenlängenemp-
findlichkeitskurven einzelner Kristalle von metallischem Selen nach
dem ultravioletten Spektrum. *
471. L. P. Sieg und F. C. Brown (Physical Review of the Ame-
rian Phjrsical Society 5, 341, 1915) lieber die Reflexion eines be-
stimmten Selenkristalles.
472. L. P. Sieg (Physical Review of the American Physical
Society 6, 213, 1915; auch Beiblätter zu den Annalen der Physik
39, 720, 1915) Ein Versuch, eine Aenderung in der Wärmeleitfähig-
keit eines Selenkristalls mit einer Aenderung in der Beleuchtung
zu finden.
473. C. Stille (Telegraphen- und Fernsprech-Technik 3, 237, 1915
und Helios Fachzeitschrift 459, 529, 537, 1915) Bildtelegraphie.
474. P. Volz (Physikalische Zeitschrift 16, 209, 19;15) Ueber die
Verwendbarkeit des Selens zu Röntgenstrahlenenergiemessungen.
475. P. Volz (Physikalische Zeitschrift 16, 308, 1915) Ueber die
Verwendbarkeit des Selens zu Röntgenstrahlenenergiemessungen.
476. C. Weißenberg (Fortschritte auf dem 'Gebiete der Röntgen-
strahlen 23, 297, 1915/16) Wege und Ziele in der Dosimeterfrage.
1916.
477. W. R. Cooper (Electrician 76, 676 und 705, 1916) Selenzellen.
478. E. Dietrich (Physical Review of the American Physical
Society 8, 191, 1916) Der Einfluß der Temperatur auf die licht-
empfindlichen Kurven von verschiedenen Selenzelltypen.
479. J. B. Flowers (Proc. Am. Inst. El. Eng., 1916; Elektro-
technik und Maschinenbau, Heft 31, 1916) Schreibmaschinen zum
Niederschreiben gesprochener Laute.
480. R. Fürstenau (Verhandlungen der Deutschen Physikali-
schen Gesellschaft 18, 184, 1916). Ueber den elektrischen Widerstand
des Selens. \
481 H. Greinaeher (Verhandlungen der Deutschen Physikali-
schen Gesellschaft 18, 117, 1916) Licht und Elektrizität im Selen.
482. H. Greinaeher und C. W. Miller (Verhandlungen der
Deutschen Physikalischen Gesellschaft 18, 283, 1916) Anomale
Gleichrichterwirkimg im Selen.
483. H. Hörig (Physikalische Zeitschrift 17 178, 1916) Versuche
über den Einfluß der Bestrahlung mit ultraviolettem Licht auf das
Emissionsvermögen von Metallen im Ultrarot
484. A. Korn (Elektrotechnische Zeitschrit 37, 89, 1916) Eine für
die Berechnung von Spannungsteilimgen nüt^iche Formel.
485. A. Korn (Elektrotechnische Zeitschrift 37, 89, 1916) Njeue
Versuche zur Herstellung von Zwischenklischees für Bildtelegra-
phie in Gestalt von Lochstreifen und Buchstabentelegrammen.
486. A. Korn (Elektrotechnische Zeitschrift 37, 23:^ 1916) Die
tönende Schrift für Blinde.
487. A. Korn (Die Naturwissenschaften 4, 689, 1916) Ueber die
Entwicklung der Bildtelegraphie in den letzten 10 Jahren.
488. P. Lazarus (Münchener Medizinische Wochenschrift 63,
391, 1916) Neuer Lichthörer.
489. L. Machts deutsches Reichspatent 295081, 21a, 16.2.1916)
Vorrichttmg zur Umsetzung von Lichtwirkungen in mechanische
Wirkungen. ' ' ' J
490. L. Machts (deutsches Reichspatent 297448, 21a, 26.4.1916)
Apparat zur selbsttätigeh Umsetzung von Druckschrift in Sprech-
laute«
— 374 —
/
491. M. Meyer (Strahlentherapie 7, 473, 1916) Daa fih-Bteiiausche
Intensimeter.
492. W. Porstmann (Prometheus 27, 217, 1916) Hörbare Schrift.
^ 493. Chr. Ries, Sehende Maschinen, Verlag Huber, Diessen vor
München, 1916.
494. Chr. Ries, Blindenlesemaschine, Verlag Huber, Diessen vor
Mihichen, 1916.
495. Chr. Ries (Prometheus 27, 738, 1916 und 28, 698, 1917) Eine
Blindenlesemaschine.
496. Chr. Ries (Zeitschrift für Feinmechanik 24, 171, 1916) laicht*
hörer und Blindenlesemaschine.
497. Ghr. Ries (Prometheus 28, 131, 1916; Zeitschrift für Pein-
mechanik 24, 221, 1916) Optische Zählvorrichtung, Ersatz der Brief-
marke.
498. B. Thieme (Physikalische Zeitschrift 17, 259, 1916; vergl.
auch Zeitschrift für techn. Physik 1. 10. 1913) Flammen als physi-
kalische Apparate.
499. H. Wachtel (Strahlentherapie 7 491, 1916) Ueber die In-
konstanz der Strahlungen der .heutigen Röntgenröhren und Dosie-
rungsversuche mit dem Fürstenauschen Intensimeter.
1917.
500. F. Ehrenhaft (Physikalische Zeitschrift 18, 352, 1917) Zur
Physik des millionstel Zentimeters.
501. H« Greinacher (Verhandlungen der Deutschen Physikali-
schen Gesellschaft 19, 51, 1917) Widerstand und Polarisation der
Selenzellen.
502. M. Hufschmidt (Zeitschrift für Feinmechanik 25, 2, 1917)
Verfahren, um Blinden das Erkennen von Lichteindrücken zu er-
möglichen.
503. J. Parankiewicz (Physikalische Zeitschrift 18, 567, 1917)
Größen und elektrische Ladungen von kleinen Schwefel-, Selen-
und Quecksilberkugeln.
504. D. Reichinstein (Zeitschrift für wissenschaftliche Photo-
graphie, Photophysik und Photochemie 17, 16, 1917) Beitrag zur
Kenntnis der Vorgänge in der lichtempfindlichen Selenzelle.
505. Chr. Ries (Zeitschrift für Feinmechanik 25, 1, 1917) Die
Selenzelle im Dienst der Photographie.
506. Chr. Ries( Zeitschrift für Feinmechanik 25, 33, 1917) Emp-
findlichkeitsberechi{ung von lichtempfindlichen Zellen.
507. Chr. Ries (Zeitschrift für Feinmechanik 25, 21, 1917) Trä^^-
heitslose Selenzellen.
508. Chr. Ries (Zeitschrift für Feinmechanik 25, 41, 1917) Zu-
sammenhang von Widerstand und Empfindlichkeit lichtempfind-
licher Zellen.
509. Chr. Ries (Zeitschrift für Feinmechanik 25, 91, 1917) Die
Messung der Röntgenstrahlen und das Intensimeter von Fürstenau.
510. Chr. Ries (Zeitschrift für Feinmechanik 25, 121, 1917)
Blindenlesemaschinen.
511. Chr. Ries .(Zeitschrift für Feinmechanik 25, 191 und 201»
1917) Photophorese und Lichtempfindlichkeit.
512. Chr. Ries (Zeitschrift für Feinmechanik 25, 207, 1917) Ab-
hängigkeit der Leitfähigkeit und Lichtempfindlichkeit des Selens
vom Druck. . .
- ft76 -*
1918.
513. Chr. Ries (Zeitschrift für Peixunechanik 26» 1, 10, IQ, 1918)
Bin neuer Lichteffekt; der Gleichrichtereffekt an lichtempfindlichen
Zellen verschwindet im Lichte.
514. Chr. Ries (Zeitschrift für Peinmechanik 26, 25, 34, 1918)
Neuere Forschungen über die Färbenempfindlichkeit des Selens.
D.
Verzeiclims der Auioren.
Abonnenc 105
Adamian 233
Adams 77, 95, 173. 195
Agostini 181, 218
Aichi 360
Albrecht 244
AUström 362
Amaduszi 147, 181
Andersen 342
Anzel 359
Armangaud 364
Assche 354
Athanasiadis 98, 182
Aubel 185, 186
Ayrton 352
Barkla 267
Baumann 258
Belin 361
Bell 48
BeUati 133, 187, 216
Bellini 362
Berglund 356
Bemdt 66, 95, 147,
181, 201, 218
Bemochi 364
Berthier 360
Berzelius 10
Bettendorf 16
Bidwell 19, 25, 31, 47,
65, 147, 201
BUtz 360
Bloch 185
Blondin 372
Blondlot 352
Blumencron 356
Bonola 185
Brandes 360
Brauly 364
Braun 352
Brequet 352
BriUouin 355
V. Bronk 48, 61
Brown 13, 63, 86, 89,
105, 113,124,127,
139, 171,185,217,
311
Buckney 244
Bumb 244
Büß 358
Carbonnelle 361
Carey 352
Carpenter 353
Carpini 100
Cavino 365
Cebrian 353
Chabot 210
Chiarini 41. 196
Christen 276
Clark 367
Clausen 61
Coblyn 358
Cooper 373 '
Comu 16
Coste 15, 16
Courvoisier 252
Crom 172
Dafah 366
Davis 210
Day 173, 195
Diestelmeier 19
Dietrich 116
Dony-Henault 186
Dosai 348
Dowell 38, 79, 135,
142, 145, 181
Draper 351
Dubois'365
Du Moncell 353
Dussaud 357
Bggoroff 352
Ehrenhaft 19
BUiot 113, 122
Pabre 354
Pinzenhagen 314
Pizeau 16
Plowers 305
Poersterling 17
Porkarth 357
Porssmann 352
Portong 233
Poumier d'Albe 83,
244, 306
Prankenstein 360
Pr^ederichsz 17
Prikart 361
Pritts 58, 195
Pürstenau 61, 174,
179, 183, 252
Gemmil 354
Gütay 56, 75, 128,
148 182
Glatzel 43, 87, 91, 133,
135, 139, 140, 143,
145, 194, 203
Gordon 351
Granu 244, 266
Grantham 371
Greinacher 174, 178,
209, 217
Griffiths 186
Gripenberg 18, 42, 52,
55,57,61,63,137
Guilleminot 276
Gyulai 198
Hammer 359
Haub 244
Hes^us 97, 128, 140,
210, 214
Himstedt 185, 210
Hittorf 61
Hoecken 244, 260
Hörig 373
Holzknecht 267
Hopius 95
Hufschmidt 323
Jaenicken 103, 243
— 376 —
Jaworalri 360
enkins 356
Immelmann 267, 268,
271
Jones 244
Kalischer 64, 133, 163,
196
Kaempf 82, 216
Kipp A Zonen 61
Kleinberg 244
Knothe 359
Knoz 350
Konen IQ
Korda 218
Korn 97, 137. 143, 203,
220, 234, 236,327
Kruyt 16, 203
Kiihlmann 286
Larroque 355
Lazarus 312
Le Blanc 352
Liebreich 362
Liesegang 53
Linde 352
Lindner 57
Longden 52
Lucas 244, 246, 249
Lussana 187, 216
Luterbacher 34, 77, 78
Lux 344
Maaß 258
Machts 324
Majorana 133
Manes 259
Marc 11, 13, 20, 22,
25, 31, 35, 39, 46,
50, 66, 123, 137,
147, 201
Marino 369
Martin 368
Massini 357
Matthiessen 187
May 61
Mayer R. 184, 272,
274
Meier W. 366
Meyer J. 370
Meyer M. 267
Mercadier 48
Merritt 210
Miller 174, 178
Minchin 189, 244
MitscherUch 14, 15,
16
Molera 353
Moncell, siehe Du
MonceU
Monatfeh 244
Montan 127
Morise 244
Moser 200
Moss 351
Muthmann 12
Neumann 16
Nicholson 96, 109,
142
Nipkow 354
Nisco 136, 241
Nutting 17
Nyström 356
Obach 185
Padoa 147
Paiva 352
Parankiewicz 374
Pauli 369
Pedrina 365
P61abon 187, 194
Pellini 365
Perosino 352
Perreau 275
Perry 352
Petersen 22
Pfund 16, 17. 46, 52,
66, 95, 105, 114,
142, 147, 201,211
Pignatoro 371
Pintsch 281
Pochettino 21, 24, 64,
87, 90, 109, 170,
173. 187, 203,208
Poliakoff 244, 260
Pontois 356
Porstmann 374
Presser 51, 53, 61, 97,
292
Quincke 351
Rabourdin 356
Rammelsberg 351
Raymond Barker 372
Re 359
Regnault 16, 22
Reich 359
Reichinstein 209
Reiff 360
Reinganum 52, 192
Replogle 57
Ribbe 360
Ries 19, 24, 31, 34,
46, 53, 62, 66, 77,
89, 103, 136, 148,
173, 179, 191, 204,
211, 226, 254,314
Rieß 350 *
Righi 57, 58. 187, 195
Rignoux 362
Rolls 240
Romanese 133
Rosing 368
Rosse 95
Ruhmer 46, 48, 97
Ruyven 148
Sabine 189
Sadler 267
Saeland 365
Saint Ren6e 367
Säle 351
Salviati 52, 53, 57,
289
Sawyer 353
Saimders 10, 11, 14,
15, 39
Schaffgotsch 15, 16
Schlechter 244
Schiesser 365
Schmidt 197
Schneider 360
Schöffler 356
Schrott 10, 14. 28, 29,
32, 65, 89, 165,
210, 214
Schütze 267, 268
Schulz 360
Semat 359
Senlecq 352
Seydlitz 358
Sieg 124, 187
Siemens 31, 33, 39, \
47, 65, 95, 202,
214, 240
Silberstein 357
Simon Th. 293, 296,
300, 301, 358
Sicks 353
Sluginoff 353
Smith 61
Sperling 42, 66, 89,
99, 102, 108, 134,
147, 201, 214
Spring 16
Stebbins 127, 185
Steubing 19
Stephan 360
Stille 373
Sutton 355
Swinton 365
Szczepanik 356
Tanakadate 360
Thieme 370
Thompson 353
Thome-Baker 367
Tietz 357
Timar 243, 244
Tissot 365
Tomlinson 353
Torda 135, 244
Trabacchi 170, 187,
216
Tschömer 335
Tyndall 42, 43, 58
\
Uljanin 11, 58. 66,
147, 173, 1%, 201,
218
Uppenbom 244
Vi£d 244
Vixagh 357
Vogler 362
Volz 276
Wachtel 273
— 377 —
Weidert 65, 187, 216
Weidhaas 364
Weigel 19, 164, 174,
207
Weigl 225, 290
WeiUer 355
Weinhold 43, 48
Weissenberg 266
White 42, 43, 58
Will 364
Wood 359
Wulf 244, 246, 249
Wüllner 16
Zavada 222
Siehe femer das Li-
teraturverzeichnis C
8. 350.
E.
Sadiretfister«
Absorption 16, 106, 213, 269
Alarmvorrichtungen 27/
Anomale Selenzellen 148 u. f.
Astronomie, Verwendimg des
Selens i. d. A. 245
Auge, elektrisches 10, 219
Ausdehnungskoeffizient 16
Automatische Vorrichtungen
2n, 301
Becquereleffekt 9
Belichtungsträgheit 72
Belichtungszeit 95, 105, 111, 134
Bildübertragung 326
Blindenlesemaschine 907
Brectiungsiad6x 18
Differentialrelais 226, 240, 318
Drahtselle 45
Drehspulr^ais 330
Druck 40, 64, 86, 127
DruckkontakUelle 57
Dtbme Selenschichten 51, }13
Eindrhigungstiefe 107, 137, 213,
271
Elektrodenmaterial 42, 44, 66, 143
Elektronische Vorgänge 9, 211
u. f.
EiBpf indlichkeitsberechnung 66
FrfnpffndHchkwttikurvsn «Ij 105
Erhitzungsprozeß 21 u. f.
Erholung 79, 128, 132, 151, 183,
200
Ermüdung 72, 100, 135, 167, 183,
198, 212
Erregung einer elektrom. Kraft
188, 218
F.
Farbenänderung des Selens U
Farbenempfindlichkeit 95, 104,
142
Femphotographie 326
Femsehen 339
Feuchtigkeitsabgabe des Selens
24, 31, 152
Feuchtigkeitsgehalt des 'Selens
32, 147 u. f., 171, 207
Film, sprechender 306
Fimisüberzug 46, 50, 162
Fluoreszenz 19
Frankostempelxnaschine 251
Gasentladimgsrelais 238
G-Effekt 180
Gleichgeivricht von 2 Selenfor*
men 36, 46, 202
Gleichrichtereffekt 173
Gravierte Zelle 50
H.
HaUwachseffekt 9, 196
Heliographenschreiber 989
Hertzeffekt 9
Hygrometer 149
— 378 —
Hyjfroakopische Eigenschaften
des Selens 46, 148 u. f.
Hysteresis 26, 71, 99, 127
I.
Inkonstanz 33, 35, 167, 172, 220,
226
Intensüneter 263
Intermittierende Beleuchtung 75,
133
Ionisation 210
Isoliermaterial 45, 50, 51
K.
Katalsrsator 32, 35
Kinematograph, sprechender 306
KristaUe des Selens 13, 12<128
KristalUsation 21, 37, 39, 62, 105
Lichtelektrische Erscheinungen 9
Lichtelektrische Zerstreuung 9,
196, 213
Lichtempfindlichkeit 15, 61 u. f«
Lichthörer 307
Lichtkurve 73, 233
Lichtmessimg 240
Lichtrelais 236, 328
Lichtspiel 306
Lichtstiirke 95, tlA^ 158
Lichttelephonie 292
Löslichkeit 13
Magnetooptischo Erscheinungen
9
Mikrophonrelais 237
Modifikation, die M. des Selens
11, 15, 21
Nachwirkung des Lichtes 72L
132
Negative Lichtempfindlichkeit
162
O.
Optophon, siehe Lichthörer
Oszillograph 73
P.
Photofgraphie der Sprache 301
Photographie, Verwendung des
Selens i. di. Pi 260
Photometrie 240
Photoptonisches Rad 74
Photophorese 19
Phosphoreszenz 210
Polarisation 152, 156, 189, 191,
196, 209
Polarisiertes^ Relais 229
Porosität 19
Radiumstrahlen, Einfluß der R.
auf Selen 181.
Reflexion 17
Registrierapparate 249, 277, 301
Reinheit des Selens 19, 30, 143
Relais 227
Röntgenstrahlen, Einfluß der R.
181
Röntgenstrahlen, Messung der
t.
261
8ch.
Schaltrelais 227
Schaltungen der Selenzelle M
bis 71
Schatteneffekt 135
Schreibmaschine 305
S.
Sehende Maschinen 219
Sekundärströme 173
Selenelemente 188
Selenkompensator 220, 328
Selenkristalle 13, 124, 128
Selenrelais 231
Selenzelle, Herstellung der S.
41 u. f . .
Selenzelle in Passung 61
Sensibilisation 45^50, 5^, 62, 131
Signalapparate 2T7
Sortiermaschine 290
Spannung 77, 143^93
Spannungseffekt 77, 144 151
Spezifisches Gewicht 15
Spezifische Wärme 16
Spezifischer Widerstand 65
Sprechender Film 301
Stufenrelais 234
T.
Telephonrelais 238
Telephonische Wiedergabe von
Gesprächen 301 *
Temperatur, Einfluß der T. 21.
64, 84, 88, 145 t .
TemperaturkoeffiaeHt 25~4&, 89
Thennoelektrisc]ieJCraft'lS7y.2t5
879 —
V
Tiefei^rirkumg 43/ 107, IST, 213,
271
Ttägheit 72, 131, 143, 212, 220
Ttocknupg dee SelenB 19
U.
Obergangswiderstand von Selen
tind Elektrode 42, 43, 127,
130
Umlagerungen im Selen 27, 33,
*, 85, 93
Unipolare Leitung 153, 174
Unsichtbare Strahlen, Einfluß
der 181
'Ursache der Lichtempfindlich-
keit 200
V.
Verdampfimg von Feuchtigkeit
im Selen 32, 161
Verdunkelungsträgheit 72
Verstärkung des Lichteffektes
227
Verunreinigungen des Selens 19,
30, 147, 172
VorbeUchtung 64, 105, 139, 140
w.
Wärmeabgabe des Selens 22, 31
Wärmeleitfähigkeit 187, 216
Wechselstrom, Einfluß des iW.
64, 81, 170
Wechselstromeffekt 173
Z.
Zählvorrichtung 254
Zeemaneffekt 9 ,
Zeitbestinunung 249
Zusammenhang von Widerstand
und Lichtempfindlichkeit
62, 64
Zylinderzelle 48, 49
Zwi^chenkUsche 227, 233, 334.