ALBERT

Description / Table of Contents: Zusammenfassung Es werden einige Eigenschaften des Nebels im photo-elektrischen Kernzähler untersucht, welche die Messung seiner Extinktion, die ein Mass der Kernzahl ist, beeinflussen. Die Beziehung zwischen Extinktion und dem Lichtweg im Nebelrohr, welche bisher nur für Längen des Lichtweges bis zu 90 cm und aus technischen Gründen nicht sehr genau bekannt war, wurde mittels eines photo-elektrischen Zwillings-Kernzählers für eine Länge von 117.5 cm studiert. Es wurde wieder festgestellt, dass die optische Dichte des Nebels proportional einer Potenz der Lichtweglänge im Nebel ist wobei sich der Exponent etwas mit der Extinktion ändert und sein Maximum 1.37 beträgt. Die Verstärkung der Extinktion durch den Zwilling-Kernzähler hängt beträchtlich von der Extinktion ab und sie beträgt 2.0 bis 2.3 für Extinktionen, die kleiner als 30% sind, wenn sie mit dem Standard-Kernzähler gemessen werden. Der Hauptteil der vorliegenden Untersuchung beschäftigt sich mit der Klärung der folgenden zwei Probleme: (i) In gewissen, ziemlich beschränkten Gebieten der Extinktion erreicht der Zeiger des zur Messung der Extinktion in weiten Nebelrohren verwendeten Galvanometers die grösste Ablenkung nach der Expansion in zwei Etappen, die zweite wesentlich kleinere—die «Kriechen» genannt wird—manchmal erst nach einigen Sekunden. (ii) Die Verkleinerung des Durchmessers des Nebelrohres auf 2.5 cm oder weniger beseitigt völlig jede Unsicherheit in der Messung der Lichtstärke, nachdem sich der Nebel infoge der adiabatischen Expansion gebildet hat. Es wird der Einfluss der Turbulenz im Nebelrohr, der Prozesse im Nebel während der ersten zehn oder zwanzig Sekunden nach der Expansion, des Beschlagens eines oder beider Abschlussgläser des Nebelrohres, der Temperatur des elektrisch geheizten Abschlussgläser und der Einfluss der Entfernung der Photozelle vom Bodenabschlussglas auf die Messung der Extinktion diskutiert. Von den Prozessen im Nebel wird der Effekt der Koagulation der Nebeltröpfchen, ihrer Verdunstung ohne Wiederkondensation des freigewordenen Wasserdampfes, und der Verdunstung der kleinen Tröpfchen mit Wiederkondensation ihres Wasserdampfes an den grösseren betrachtet. Es wird rechnerisch gezeigt, dass der letzte der erwähnten Prozesse ein Kriechen des Galvanometer-Zeigers von der richtigen Grössenordnung erzeugen kann. Ferner, dass dieses Kriechen nur bei Tröpfchen ganz bestimmter Grösse und bestimmten Grössenkombinationen auftreten kann. Ganz kleine Änderungen in den Tröpfchenradien verhindern das Auftreten des Kriechens und Kriechen kann nicht durch Verdunstung und Wiederkondensation der kleinen Tröpfchen hervorgerufen werden, wenn die Extinktion weniger als 50% des Standard-Kernzählers beträgt. Die Ergebnisse der Rechnung stimmen sehr gut mit der Statistik des tatsächlich beobachteten Kriechens überein. Für das Verschwinden des Kriechens in Nebelrohren mit Durchmessern von 2.5 cm oder weniger wird die raschere Verdunstung der kleinenund grösseren Tröpfchen infolge des beschleunigten Wärmeflusses von den Wänden des engeren Nebelrohres verantwortlich gemacht, wodurch die zwei Etappen der Zeigerbewegung des Galvanometers verschmelzen. Diese Hypothese wurde experimentell geprüft und es wurde gezeigt, dass durch geeignete Änderung des Querschnittes des Lichtbündels auch in engeren Nebelrohren Kriechen willkürlich erzeugt oder beseitigt werden kann. Das Beschlagen der Abschlussglasplatten, welches durch die auf sie fallenden oder durch Luftströmungen gegen sie geschleuderten Nebeltröpfchen verursacht wird, und das gleichfalls unter Umständen ein Kriechen erzeugt, kann durch entsprechende Heizung der Gläser verhindert werden. Die jetzige Auffassung des Kriechens beider Arten zwingt zur Annahme der Regel, dass die zweite Etappe der Zeigerbewegung, falls sie auftritt, ausseracht gelassen werden muss. Schliesslich sei erwähnt, dass im Mittel und bei gleicher Heizung des Bodenabschlussglases in den ersten 50 Sekunden nach der Expansion, der Nebel in einem weiteren Nebelrohr langsamer verschwindet als in einem engeren, eine Erscheinung, für die der Wärmefluss von den Wänden verantwortlich gemacht wird. Später kehren Konvektionsströme die Geschwindigkeit der Nebelauflösung um, falls das Bodenglas mit 235 mA geheizt wird, während bei einer Heizung mit nur 100 oder 150 mA der Nebel während der ganzen Beobachtungszeit von 3 Minuten im weiteren Nebelrohr sich langsamer auflöst.

Description / Table of Contents: Zusammenfassung Es wird gezeigt, dass der bemerkenswerte Einfluss der Luftstromgeschwindigkeit auf die Grösse des mit der dynamischen Methode bestimmten Diffusionskoeffizienten völlig erklärt werden kann, wenn Heterogenität der Kondensationskerne im Aerosol angenommen wird. Eine Theorie der dynamischen Methode für heterogene Aerosole wird unter der Annahme, dass der Diffusionsverlust eines Gemisches von Kondensationskernen mit verschiedenen Diffusionskoeffizienten gleich der Summe der Diffusionsverluste ihrer Komponenten ist, gegeben. Verfahren der Zerlegung heterogener Aerosole in ihre Komponenten mittels der dynamischen Methode werden entwickelt. Die mit einem der Verfahren, welches keine Annahme über die Zahl der in dem zu untersuchenden Aerosol vorhandenen Komponenten benötigt, erreichbare Genauigkeit wird an einem numerischen Beispiel illustriert.

Description / Table of Contents: Zusammenfassung Es werden photo-elektrische Kernzähler hoher Präzision zur Messung kleiner und sehr kleiner Konzentrationen beschrieben, wie sie bei Flugzeug-aufstiegen, im maritimen, arktischen und antarktischen Aerosol und bei gewissen Untersuchungen im Laboratorium (z.B. bei der Zerlegung eines polydispersen Aerosols in seine Komponenten mit der dynamischen Methode) vorkommen. Die erste Ausführungsform für kleine Konzentrationen verwendet die Verlängerung des Lichtweges im Nebel. Es werden zwei identische photo-elektrische Kernzähler hoher Präzision (Modell 1957) parallel geschaltet und optisch zu einem Zwillings-Kernzähler verbunden. Das Modell 1957 benützt statt des geraden Lichtstrahles der früheren Konstruktionen einen durch ein Prisma im rechten Winkel umgelenkten Lichtstrahl, wodurch es möglich wird, die Photozelle an der Stirnfläche der Basis des Kernzählers anzubringen und leicht zugänglich zu machen. Das neue Modell ist ferner mit Kniegelenkverschlüssen zur raschen Öffnung und luftdichten Verschliessung des Nebelrohres ausgerüstet und besitzt ein weites Nebelrohr, so dass der Durchmesser der Luftsäule durch leicht auswechselbare poröse Porzellanfutter mit geeigneter zentraler Bohrung nach Wunsch verkleinert werden kann. Die zweite Ausführungsform benützt nur einen photo-elektrischen Kernzähler mit dem Standard-Lichtweg von 58.7 cm, verwendet aber zur Messung der Extinktion eine elektrische Kompensationsmethode mit zwei Galvanometern verschiedener Empfindlichkeit, welche die Skala des ersten Galvanometers um einen Faktor vergrössert, der durch das Verhältnis der Empfindlichkeiten der zwei Galvanometer bestimmt ist. Es werden Resultate von Konzentrationsmessungen von weniger als 220 Kernen per cm3 mitgeteilt, welche mit dieser Anordnung während des Schwundes von Kernen in einem grossen Ballongasometer gemacht wurden. Sie demonstrieren die Genauigkeit und Vorteile dieses photo-elektrischen Kernzählers zur Messung sehr kleiner Konzentrationen.

Description / Table of Contents: Zusammenfassung Es wird die Änderung der anfänglichen Einstellung des Galvanometerzeigers beschrieben, wenn filtrierte Luft oder Luft, welche nur wenige Kerne enthält, im Nebelrohr des photo-elektrischen Kernzählers einer adiabatischen Expansion unterzogen wird. Die Erscheinung wird durch Änderungen der optischen Dichte der Luftsäule während der Expansion erklärt. Dieser Szintillationseffekt, der störend auf die Messung der Extinktion bei sehr niedrigen Konzentrationen einwirkt, kann völlig beseitigt werden, und zwar, entweder durch Verwendung eines sehr engen Bündels parallelen Lichtes oder durch Wahl eines Lichtstrahldurchmessers der etwas kleiner ist als der Durchmesser der empfindlichen Oberfläche der Photozelle bzw. ihrer Blende, wenn eine solche benützt wird, so dass die durch die Szintillation während der Expansion erzeugten Schwankungen des Lichtstrahles innerhalb der Begrenzung der empfindlichen Schichte der Photozelle verbleiben.