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1.
Summary The paper presents the theory of an electrical method for resolving a polydisperse aerosol — brought up to charge equilibrium — usingBoltzmann's law of charge distribution which was suggested byT. A. Rich, and reports on experimental tests of this method and on a comparison of its results with those obtained by theL. W. Pollak & A. L. Metnieks' exhaustion method employing a diffusion battery without end-pieces or connecting tubing.The application of the novel diffusion battery without end-pieces or connecting tubing for determining the diffusion coefficient of nuclei stored in a balloon gasometer showed, as in the case of room air nuclei, that the apparent diffusion coefficient increases with increased flow rates and that the increase becomes bigger with decreasing size of nuclei; thus the dependence of the apparent diffusion coefficient on the air-flow is not caused by impaction and deposition of the nuclei in the end-pieces nor by losses in the tubing.No frictional electrical charges on the diffusion battery were, of course, detected when the battery constructed entirely of metal was earthed, and no influence on the diffusion coefficient as determined by the dynamic method was found when the insulated diffusion battery was charged to 52 volts.The resolution of polydisperse aerosols by determining the mobility spectrum of the charged components of the aerosol, brought up to charge equilibrium, showed that the electrical method is well suited for nucleus populations with large percentage of charged nuclei (rather big nuclei) and is sensitive enough to indicate the ageing, even over a few hours, of a stored aerosol. The equivalent radius as computed from the concentrations of the charged and uncharged nuclei of an aerosol under charge equilibrium conditions agrees very well indeed with the average radius of the size spectrum determined by the electrical method and represents so far the best single size characteristic of a polydiperse aerosol.The results obtained so far by the electricla and dynamic methods are in good agreement both with regard to the spectral distribution of the components and to the average size of the nuclei.
Zusammenfassung Die Theorie einer elektrischen Methode zur Zerlegung eines heterogenen Aerosols in seine Komponenten, welche vonT. A. Rich vorgeschlagen wurde, wird entwickelt. Die Kerne des Aerosols werden in Ladungsgleichgewicht gebracht undBoltzmann's Gesetz der Ladungsverteilung benützt. Über eine experimentelle Prüfung dieser Methode und die Vergleichung ihrer Resultate mit jenen der Exhaustions-Methode nachL. W. Pollak & A. L. Metnieks, die eine Diffusionsbatterie benützt, wird berichtet.Die Anwendung der neuartigen Diffusionsbatterie ohne Endstücke oder Verbindungsröhren zur Bestimmung des Diffusionskoeffizienten von Kondensationskernen, welche in einem Gasometer gespeichert waren, zeigt — wie im Falle von Kernen in Laboratoriumsluft —, dass der virtuelle Diffusionskoeffizient mit zunehmender Luftstromgeschwindigkeit wächst und dass der Zuwachs mit abnehmender Grösse der Kerne grösser wird; die Abhängigkeit des virtuellen Diffusionskoeffizienten vom Luftstrom ist daher nicht durch das Aufprallen und die Ablagerung der Kerne in den Endstücken oder durch Verluste in den Verbindungsröhren verursacht.Es wurden natürlich keine reibungs-elektrischen Ladungen an der Diffusionsbatterie festgestellt, wenn die ganz aus Metall konstruierte Diffusionsbatterie geerdet war, und es wurde ferner kein Einfluss auf den mittels der dynamischen Methode bestimmten Diffusionskoeffizienten gefunden, wenn die isolierte Diffusionsbatterie auf 52 Volt geladen wurde.Die Bestimmung des Beweglichkeitsspektrums der geladenen Komponenten eines polydispersen Aerosols, welches mittels eines Alphastralers in Ladungsgleichgewicht gebracht wurde, zeigte, dass die elektrische Methode zur Zerlegung von Aerosolen mit hohem Prozentsatz geladenerr Kerne (ziemlich grossen Kernen) wohl geeignet und dass sie hinreichend empfindlich ist, die Alterung eines in einem Gasometer gespeicherten Aerosols während weniger Stunden erkennen zu lassen.Der aequivalente Radius, wie er aus der Konzentration der geladenen und ungeladenen Kerne eines im Ladungsgleichgewicht befindlichen Aerosols berechnet werden kann, stimmt sehr gut mit dem mittleren Radius überein, wie er sich aus dem elektrisch bestimmten Grössenspektrum ergibt. Der aequivalente Radius stellt die bis jetzt beste durch eine einzige Zahl ausgedrückte Grössencharakteristik eines polydispersen Aerosols dar.Die bisher mit der elektrischen und dynamischen Methode erhaltenen Resultate stimmen gut überein, sowohl rücksichtlich der spektralen Verteilung der Komponenten als auch bezüglich der aus ihnen abgeleiteten mittleren Kerngrösse.
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2.
Summary When dealing with the influence of pressure on the counting of condensation nuclei we have to distinguish between the influence of expansion ratio applied in the counting instrument and a phenomenon calledSchlarb effect according to which the counts of nuclei made at a reduced pressure are considerably lower than the expected concentration computed from the pressure ratio.Our investigation of the influence of overpressure (super-saturation) on the counting of nuclei by means of an Aitken type absolute counter with stereo-photomicrographic recording showed that the percentage number of droplets in the first shower decreases and in the subsequent showers increases when the overpressure decreases from 160 to 80 mm Hg. Furthermore, a reduction of overpressure from 160 to 80 mm corresponding to a reduction of pressure expansion ratio from 1.21 to 1.11 (or super-saturation from 345 to 195%), reduces the total counts on the average by 24%, in good agreement with findings byFoitzik in 1950 who used a large Scholz counter for his experiments.Regarding theSchlarb effect we found that the anomalies in measuring concentrations of condensation nuclei are considerable when the conditions are very different from those under which the calibration of a photo-electric counter was established. The percentage reduction of the expected concentration increases with decreasing pressure; it increases, in the average of all cases, from 30 to 58% when the pressure decreases from 600 to 200 mm Hg. At all pressures the reduction with small nuclei is somewhat bigger than with large nuclei, and with decreasing pressure the difference of the effect for small and large nuclei increases.Experiments with a big container of 283 litres in which the total loss due to diffusion and sedimentation during the experiments never exceeded 1% and no losses by fog formation during evacuation can occur, showed that the reduction produced by theSchlarb effect increases with increasing concentration when the pressure is lowered to half. The average percentage reduction of the expected concentration at 380 mm Hg was for concentrations of 70 to 410 nuclei/cm3 20% and for concentrations of 18900 to 4400 nuclei/cm3 52%.Our experiments proved also that at the lower pressure the nuclei not counted are present, but for some reason do not act as nuclei for condensation. The loss of 7% found may be attributed to unavoidable waste during evacuating the big container and subsequent filling it with filtered air.Of the two possible ways of eliminating theSchlarb pressure effect, only the one increasing the pressure with filtered air to a standard pressure of a large sample, quickly drawn into a big container, can be recommended. The other method, increasing the pressure in the fog-tube of a photo-electric counter which contains the nuclei sampled at lower pressure, must be rejected because the number of nuclei recovered after restoration of the initial pressure depends very much on the speed with which the lower pressure is raised to the initial pressure. The very different concentrations obtained are due to a different distribution of nucleus concentration and fog-density along the lightpath after expansion, which is caused by the different speed of the filtered air rushing-in and is difficult to control or standardize.
Zusammenfassung Bei der Untersuchung des Einflusses des Druckes auf die Zählung der Kondensations-Kerne haben wir zwei Fälle zu unterscheiden: den Einfluss des Expansionsverhältnisses im Kernzähler und ein Phänomen,Schlarb-Effekt, demzufolge die Zahl der Kerne, welche bei reduziertem Druck gefunden wird, beträchtlich kleiner ist, als man entsprechend dem Verhältnis der Drucke erwarten würde.Unsere Untersuchung des Einflusses des Überdruckes (der Übersättigung) auf die Zählung der Kerne mittels eines absoluten Kernzählers (vom Aitken Typus) mit mikrophotographischer Registrierung zeigte, dass die perzentuelle Zahl der Tröpfchen im ersten Schauer abnimmt und in den darauffolgenden Schauern zunimmt, wenn der Überdruck von 160 auf 80 mm Hg abnimmt. Eine Verminderung des Überdruckes von 160 auf 80 mm, welche einer Reduktion des Expansions-Druckverhältnisses von 1.21 auf 1.11 (oder der Übersättigung von 345 auf 195%) entspricht, setzt die Zahl der gemessenen Kerne im Mittel um 24% herab. Dies ist in guter Übereinstimmung mit den Befunden vonFoitzik im Jahre 1950, der für seine Experimente einen grossen Scholz Kernzähler verwendete.Bezüglich desSchlarb-Effekts fanden wir, dass die Abweichungen der gemessenen Konzentrationen von Kondensationskernen beträchtlich sind, wenn die Bedingungen, unter denen die Messungen angestellt werden, sehr verschieden sind von denen, unter welchen die Eichung des photo-elektrischen Kernzählers ausgeführt wurde. Die perzentuelle Herabsetzung der erwarteten Konzentration wächst mit abnehmendem Druck; sie wächst im Mittel aller Fälle von 30 auf 58%, wenn der Druck von 600 auf 200 mm Hg abnimmt. Bei allen Drucken ist die Verminderung etwas grösser bei kleinen Kernen als bei grossen, und mit abnehmendem Druck wächst die Differenz des Effekts für kleine und grosse Kerne.Wir haben ferner Experimente mit einem grossen Gefäss von 283 Litern Inhalt ausgeführt, in welchem die durch Diffusion und Sedimentation verursachten Gesamtverluste während unserer Experimente niemals 1% überstiegen haben und keine Verluste durch Nebelbildung während des Auspumpens vorgekommen sind. Die Resultate dieser Experimente zeigen, dass die durch denSchlarb-Effekt erzeugte Reduktion mit zunehmender Konzentration zunimmt, wenn der Druck auf die Hälfte gesenkt wird. Die mittlere perzentuelle Reduktion der erwarteten Konzentration betrug bei 380 mm Hg 20% für Konzentrationen zwischen 70 und 410 Kernen pro cm3, und 52% für solche von 18900 bis 44000 Kernen.Unsere Experimente haben bewiesen, dass bei niedrigerem Druck die nicht gezählten Kerne vorhanden sind, aber aus irgendwelchen Gründen nicht als Zentren der Kondensation wirken. Der gefundene Verlust von 7% kann wohl dem unvermeidlichen Schwund während der Auspumpens des grossen Gefässes und der nachträglichen Füllung mit filtrierter Luft zugeschrieben werden.Es gibt zwei Wege, den Druckeffekt nachSchlarb zu beseitigen: Der erste, der allein empfohlen werden kann, bringt den Druck einer grossen, rasch in ein Gefäss von beträchtlicher Grösse gesaugten Probe mittels filtrierter Luft auf Normaldruck. Der zweite, bei dem der Druck im Nebelrohr eines photo-elektrischen Kernzählers, welcher die bei niedrigerem Druck gesammelte Probe enthält, auf Normaldruck gebracht wird, muss abgelehnt werden, da die Zahl der Kerne, welche nach Wiederherstellung des Ausgangsdruckes gefunden werde, sehr von der Geschwindigkeit abhängt, mit der der niedrigere Druck auf den ursprünglichen gebracht wird. Die sehr verschiedenen Konzentrationen, welche erhalten werden, sind durch die verschiedene Verteilung der Kernkonzentration und daher der Nebeldichte entlang des Lichtstrahles nach der Expansion bedingt; diese komplizierte Verteilung der Nebeldichte ist durch die verschiedene Geschwindigkeit, mit der die filtrierte Luft ins Nebelrohr strömt, verursacht, welche sich schwer steuern oder standardisieren lässt.

The research reported in this article has been sponsored and supported in part by the Geophysics Research Directorate of the Air Force Cambridge Research Center, Air Research and Development Command, United States Air Force, under Contract No. AF 61 (052) - 26 and Supplemental Agreement Nos. 1 & 2, through the European Office, ARDC in Brussels.  相似文献   

3.
Summary The size and charge distribution of nuclei obtained by passing air over ammonia and nitric acid are examined. In agreement with McHenry it was found that the average radius is less than 1.0×10–6 cm. The heterogeneity of the nuclei is discussed.
Zusammenfassung Es wurde die Grösse und Ladungsverteilung von Kernen, welche erhalten wurden, wenn Luft über Lösungen von Ammoniak und Salpetersäure streicht, untersucht. In Übereinstimmung mit McHenry wurde gefunden, dass der durchschnittliche Radius der Kerne kleiner als 1.0×10–6 cm ist. Es wird die Ungleichartigkeit der Kerne diskutiert.
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4.
Summary Measurements of the concentration of condensation nuclei made twice daily (0h and 12h GMT) with aNolan-Pollak photo-electric counter at Valentia Observatory, in the extreme Southwest of Ireland, over the 4 years 1951–1954, are analysed to show relation with other meteorological elements. It is found that concentration at 12h is generally higher than at (h and that precipitation at the time of observation or in the preceding hour reduces concentration by between 40% and 50%. From measurements made when there was no precipitation at the time or in the previous hour it is found that concentration decreases with increasing wind speed but does not vary appreciably with wind direction apart from a sector from which pollution could be expected. High concentrations are found with visibility below 7 miles, with inversion of temperature, when free from the effects of pollution, follows fairly closely that of duration of bright sunshine.
Zusammenfassung Es werden Messungen der Konzentration von Kondensationskernen, welche zweimal täglich (um 0 h und 12 h G.M.T.) mit einem photo-elektrischen Kernzähler nachNolan undPollak am Observatorium in Valentia (im äussersten Südwesten von Irland) in den Jahren 1951 bis 1954 durchgeführt wurden, auf Beziehungen zu anderen meteorologischen Elementen hin untersucht. Die Resultate zeigen, dass die Konzentration um 12 Uhr im allgemeinen grösser ist als um 0 Uhr und, dass die Niederschlag zur Zeit der Beobachtung oder in der der Beobachtung vorausgehenden Stunde die Konzentration um 40 bis 50% herabsetzt. Wenn kein Niederschlag zur Zeit der Messung oder in der vorangehenden Stunde verzeichnet wurde, nimmt die Konzentration mit zunehmender Windgeschwindigkeit ab; sie ändert sich jedoch nicht nennenswert mit der Windrichtung, abgesehen von einem Sektor, aus welchem Verunreinigung zu erwarten war. Hohe Konzentration wurde bei Sichtweiten unterhalb 7 Meilen gefunden, ferner bei Temperaturinversion, und, um 12 Uhr, bei geringer Bewölkung. Der jährliche Gang der Konzentration der Kerne folgt ziemlich genau jenem der Sonnenscheindauer, wenn die Fälle, wo Verunreinigung der Luft stattfindet, ausgeschlossen werden.
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5.
Summary Decay experiments were carried out with ultra small nuclei, the sedimentation loss of which is negligible. It was found that the coefficient of the linear diffusion term in the decay equation varies as the square root of the diffusion coefficient. An interpretation of this relation, which takes convection into account, is suggested. Previous decay experiments are examined in the light of the new relation.
Zusammenfassung Es wurden Schwundexperimente mit ultra-kleinen Kernen ausgeführt, bei denen der Verlust durch Sedimentation vernachlässigbar ist. Es wurde gefunden, dass der Koeffizient des linearen Diffusions-Gliedes in der Gleichung für das Verschwinden von Kernen sich wie die Quadratwurzel aus dem Diffusionskoeffizienten ändert. Eine Interpretation dieser Beziehung, welche Konvektion berücksichtigt, wird vorgeschlagen. Frühere Schwundexperimente werden im Lichte dieser neuen Beziehung geprüft.
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6.
Summary Three identical photo-electric nuclei counters have been compared in pairs using natural and artificially produced aerosols. The main results of comparisons were obtained in the laboratory under controlled conditions using nuclei stored in a gasometer, consisting of a radiosonde balloon inflated to a volume of 4000 litres. Because of its large size, it enables the constants in the decay law of condensation nuclei to be determined with greater accuracy than heretofore. The gasometer is more convenient, more easily stored after use and its cost is a very small fraction of that of a metal one. No effects detrimental to the stored gas or any other objection to its use have been found.The results of several thousand comparisons show that no two counters will record the same concentration of nuclei in samples taken simultaneously from the same enclosure. Each counter shows small random fluctuations of short period, ±3% of the concentration, with superimposed unpredictable variations of longer period. The differences in readings between any two counters depend on the concentration, the type and the relative amounts of the charged and uncharged nuclei in a sample. These differences, which seldom exceed ±20% of the concentration, are rather constant for several hours and even days. This feature enables allowances to be made for the differences and a routine of observations is suggested which has been successfully employed in the laboratory and in the open.Each counter exhibits, when operated continuously, a drift which consists of a tendency to indicate that the concentration of nuclei increases when a constant value or a slight decrease is expected theoretically.A study of the statistical analysis of the individual readings and a detailed investigation of the components of each counter have not lead to an elucidation and elimination of the differences between counters. The investigation of the differences is still proceeding.
Zusammenfassung Drei identische photo-elektrische Kernzähler wurden paarweise mittels natürlicher und künstlich erzeugter Aerosole verglichen. Die Hauptresultate der Vergleichungen wurden im Laboratorium unter kontrollierten Bedingungen mit Hilfe von Kondensations-Kernen erhalten, welche in einem grossen Gasometer gespeichert worden waren. Dieser Gasometer besteht aus einen Radiosonde-Ballon, der auf ein Volumen von 4000 Litern aufgeblasen wurde. Wegen seiner Grösse ermöglicht er die Bestimmung der Konstanten des Abklingungs-Gesetzes der Kernkonzentration mit grösserer Genauigkeit als es bisher möglich war. Der neue Gasometer ist bequemer, kann, wenn nicht benötigt, leicht weggeräumt und aufbewahrt werden und kostet nur einen kleinen Bruchteil eines aus Metal hergestellten Gasbehälters. Es wurde kein schädlicher Einfluss der Gummihülle auf das gespeicherte Gas festgestellt und auf Grund unserer Beobachtungen besteht kein Einwand gegen die Benützung eines Gummigasometers.Die Resultate von mehreren tausend Vergleichungen lehren, dass keine zwei photoelektrischen Kernzähler die genau gleiche Konzentration der Kerne in Proben, welche gleichzeitig demselben Behälter entnommen werden, angeben. Jeder Kernzähler zeigt kurzperiodische, zufällige Schwankungen von ±3% der Konzentration, welche von nicht vorauszusagenden Variationen längerer Periode überlagert sind. Die Differenzen in den Lesungen irgend zweier photo-elektrischer Kernzähler hängen von der Konzentration der Kerne, ihrem Charakter und dem Verhältnis der Anzahl der geladenen und ungeladenen Kerne in der Probe ab. Diese Differenzen, welche selten ±20% der Konzentration übersteigen, sind während mehrerer Stunden und sogar Tage ziemlich konstant. Diese Eigenschaft ermöglicht es, die Differenzen in Rechnung zu ziehen und ein Beobachtungs-Schema vorzuschlagen, welches sowohl im Laboratorium als auch im Freien mit Erfolg angewendet wurde.Jeder photo-elektrische Kernzähler zeigte, wenn er ununterbrochen benützt wurde, einen Drift, der darin besteht, dass der Zähler eine kleine, mehr oder weniger stetige Zunahme in der Konzentration der Kerne vortäuscht, wenn konstante Kernzahl oder eine geringe Abnahme derselben theoretisch erwartet wird.Die statistische Analyse der Einzelmessungen und eine eingehende Untersuchung der Bestandteile jedes einzelnen photo-elektrischen Kernzählers hat zu keiner Aufklärung und Beseitigung der Differenzen der Kernzähler geführt. Die Untersuchung der Differenzen wird fortgesetzt.
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7.
Summary The approach during natural aging to charge equilibrium of an aerosol produced and stored in a polyester «Mylar» balloon gasometer with metallized internal surface and 4200 litres content is studied. The number of charged condensation nuclei at any instant is related to the number of charged nuclei present at the same moment in electrical equilibrium produced by alpha-irradiation of the aerosol.It is shown that a stored aerosol consisting of small nuclei of moderate concentration is not later than 15 minutes after their birth in electrical equilibrium. With increasing size and concentration of the nuclei it takes longer and longer until the stored aerosol attains charge equilibrium. Stored large nuclei appear not to reach exact charge equilibrium even after several days.The reasons for replacing the rubber balloon gasometer, used previously, by the Mylar balloon for this investigation are given.In connection with the ionizing radiation required for producing charge equilibrium, the generation of condensation nuclei by alpha-radiation in stagnant and moving nucleus-free air has been investigated. It has been found that no condensation nuclei are being produced in filtered (nucleus-free) air for air-flows of between 0.1 and 20 litres/min in a tube of 4.2 cm diameter by the alpha-rays of Polonium 210 of about 125 c.
Zusammenfassung Es wurde die während natürlicher Alterung stattfindende Annäherung an das elektrische Gleichgewicht eines Aerosols, welches in einem «Mylar» Ballon-Gasometer aus Polyester mit metallisierter Innenfläche und von 4200 Litern Inhalt erzeugt und gespeichert wurde, studiert. Die in jedem Augenblick vorhandene Anzahl der geladenen Kondensationskerne wurde zu der Zahl der geladenen Kerne im elektrischen Gleichgewicht für den gleichen Moment in Beziehung gesetzt, welches durch Bestrahlung des Aerosols mit Alpha-Teilchen erzeugt wurde.Es wird gezeigt, dass ein gespeichertes Aerosol, welches aus kleinen Kernen von mässiger Konzentration besteht, nicht später als 15 Minuten nach der Geburt der Teilchen im elektrischen Gleichgewicht ist. Mit zunehmender Grösse und Konzentration der Kerne dauert es länger und länger bis das gespeicherte Aerosol sein Gleichgewicht erreicht. Gespeicherte grosse Kerne scheinen selbst nach mehreren Tagen nicht das volle Gleichgewicht zu erreichen.Die Gründe für die Einführung des Mylar Ballons statt des früher benützten Gummiballons werden gegeben.In Zusammenhang mit der radioaktiven Bestrahlung, welche für die Erzeugung des Ladungsgleichgewichtes gebraucht wird, wurde die Produktion von Kondensationskernen durch Alpha-Teilchen in stagnierender und bewegter kernfreier Luft untersucht. Es wurde festgestellt, dass keine Kondensationskerne erzeugt werden, wenn kernfreie Luft, welche sich mit 0.1 bis 20 Litern per Minute durch ein Rohrsystem mit 4.2 cm Durchmesser bewegt, von Polonium 210 mit 125 c bestrahlt wird.

The research reported in this article has been supported in part by the Geophysics Research Directorate of the Air Force Cambridge Research Laboratories, through the European Office of the Air Research Division, United States Air Force under Contract AF 61 (052)-26 and by the Instrumentation Engineering Physics & Analysis Laboratory of the General Electric Co., Schenectady, New York under Retainer Agreement.  相似文献   

8.
Summary The properties of condensation nuclei generated at a metal point corona discharge have been examined. The threshold voltages for nucleus production and for small ion production are the same. The fraction of the nuclei which is charged is initially small and becomes virtually zero after a few seconds. It is demonstrated that in the non-uniform field near the point there is a force on the nuclei driving them to the point. From determinations of the diffusion coefficient it is tentatively concluded that a portion at least of the nuclei are originally of molecular size. No satisfactory explanation has been found for certain anomalous features of the variations in size and in concentration of the nuclei with time after production.
Zusammenfassung Es wurden die Eigenschaften von Kondensationskernen untersucht, die durch Koronaentladung von einer Metallspitze erzeugt wurden. Die Spannungsschwelle für die Erzeugung von Kondensationskernen und kleinen Ionen ist die gleiche. Der Bruchteil der Kerne, welche geladen sind, ist anfangs klein und wird nach einigen Sekunden praktisch null. Es wird gezeigt, dass in dem inhomogenen Felde nahe der Spitze eine Kraft auf die Kerne wirkt, welche sie zur Spitze treibt. Aus Bestimmungen des Diffusionskoeffizienten wird versuchsweise geschlossen, dass wenigstens ein Teil der Kerne ursprünglich molekulare Grösse hat. Keine befriedigende Erklärung für gewisse anomale Eigenschaften der zeitlichen Änderungen der Grösse und Konzentration der Kerne nach ihrer Erzeugung wurde gefunden.
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9.
Summary The validity ofBoltzmann's energy distribution law as applied to the charge distribution of monodisperse aerosols, i.e. aerosols which contain particles of one size only, was studied with improved equipment now available.Since monodisperse aerosols with particle size of about 10–6 cm cannot yet be produced and because aerosols in general contain particles of different sizes, polydisperse aerosols stored in a large gasometer were used for the investigation. The composition and the average radius of these aerosols heterogeneous in particle size were determined by the Exhaustion Method employing a diffusion battery without end-pieces or connecting tubing.The experimental curve found for the ratio of the uncharged (N 0) to the charged (N) nuclei versus radius (r) of the particles deviates for all investigated radii between 0.5 and 4.0·10–6 cm from the theoretical curve of a monodisperse aerosol computed according to the Boltzmann law. For radii smaller than about 1.4·10–6 cmN 0/N is smaller than that given by Boltzmann's law, for radii greater than 1.4·10–6 cm larger, or, in other words, forr<1.4·10–6 cm the number of charged nuclei found in the aerosols investigated is greater than that predicted byBoltzmann's law, and forr>1.4·10–6 cm smaller.The deviations from the theoretical curve forr>1.4·10–6 cm can be fully explained by the polydispersity of the aerosols used; forr<1.4·10–6 cm the deviations are too big to be attributed to polydispersity. From this it must be concluded thatBoltzmann's distribution law is not valid for the charge distribution of homogenous aerosols containing nuclei with radii smaller than about 1.4·10–6 cm.The equivalent radius as deduced from a substitute monodisperse aerosol in charge equilibrium for which theBoltzmann law is assumed valid, deviates in the range of 1.0·10–6<r<3.0·10–6 cm (or 90%>100N 0/Z>55%) on the average by up to 35% from the actual mean radius of the investigated polydisperse aerosols computed from the radii of their singly sized components.
Zusammenfassung Die Gültigkeit desBoltzmannschen Gesetzes der Energieverteilung für die Ladungsverteilung von monodispersen Aerosolen, das heisst Aerosolen, welche Teilchen von nur einer Grösse enthalten, wurde mit den jetzt zur Verfügung stehenden verbesserten Mitteln studiert.Da monodisperse Aerosole mit Teilchengrössen von ungefähr 10–6 cm noch nicht erzeugt werden können und Aerosole im allgemeinen Teilchen von verschiedenen Grössen enthalten, wurden für die jetzige Untersuchung polydisperse Aerosole, welche in einem grossen Gasometer gespeichert waren, benützt. Die Zusammensetzung und der mittlere Radius dieser Aerosole mit heterogener Teilchengrösse wurden nach der Exhaustions-Methode unter Benützung einer Diffusionsbatterie ohne Endstücke oder Verbindungsröhren bestimmt.Die experimentell gefundene Kurve, welche das Verhältnis der ungeladenen (N 0) und geladenen (N) Kerne als Funktion des Radius (r) darstellt, weicht für alle untersuchten Radien zwischen 0.5 und 4.0·10–6 cm von der theoretischen Kurve eines monodispersen Aerosols, wie sie nachBoltzmann's Gesetz berechnet wird, ab. Für Radien kleiner als ungefähr 1.4·10–6 cm ist das VerhältnisN 0/N kleiner als es durchBoltzmann's Gesetz gegeben wird, für Radien grössen als 1.4·10–6 cm grösser oder, mit anderen Worten, fürr<1.4·10–6 cm ist die Zahl der geladenen Teilchen, die in den untersuchten Aerosolen gefunden wurde, grösser als die vonBoltzmann's Gesetz vorausgesagte, und fürr>1.4·10–6 cm kleiner.Die Abweichungen von der theoretischen Kurve fürr>1.4·10–6cm können vollkommen durch die Polydispersität der benützten Aerosole erklärt werden; fürr<1.4·10–6 cm sind die Abweichungen zu gross, als dass sie der Polydispersität zugeschrieben werden könnten. Daraus muss geschlossen werden, dassBoltzmann's Verteilungsgesetz für die Ladungsverteilung eines homogenen Aerosols, welches Kerne mit Radien kleiner als ungefähr 1.4·10–6 cm enthält, nicht gültig ist.Der äquivalente Radius, wie er von einem im Ladungsgleichgewicht befindlichen, monodispersen Ersatz-Aerosol, für welchesBoltzmann's Gesetz als gültig angenommen wird, abgeleitet werden kann, weicht im Bereich von 1.0·10–6<r<3.0·10–6 cm (oder 90%>N 0/Z>55%) durchschnittlich bis zu 35% vom tatsächlichen mittleren Radius des untersuchten polydispersen Aerosols ab.

The research reported in this article has been supported in part by the Geophysics Research Directorate of the Air Force Cambridge Research Laboratories, through the European Office of the Air Force Research Division, United States Air Force under Contract AF 61(052)-26, by the United States Department of Army, through its European Research Office, Contract DA-91-591-EUC-1282 & 1657 and by the Instrumentation Engineering Physics & Analysis Laboratory of the General Electric Co., Schenectady, New York under Retainer Agreement.  相似文献   

10.
Summary The effect of electrostatic image forces on the combination of small ions with uncharged aerosol nuclei and the self-combination of charged and uncharged nuclei is examined. In the ion-nucleus case a formula for the combination coefficient is derived for very small nuclei. This formula applies also to atmospheric nuclei and tends to the familiar 4ad form for large radii. For the case of the self-combination of nuclei the effect of the image force when one of the combining nuclei is charged, is shown to be small in the size range of atmospheric nuclei but not negligible if smaller sizes are considered; a table is included of the magnitude of the effect as a function of size.
Zusammenfassung Es wird der Effekt der elektrostatischen Bildkräfte auf die Vereinigung von Kleinionen mit ungeladenen Aerosolkernen und die Selbstvereinigung von geladenen und ungeladenen Kernen untersucht. Im Falle der Ionen und Kerne wird eine Formel für den Vereinigungskoeffizienten von sehr kleinen Kernen abgeleitet. Diese Formel ist auch für atmosphärische Kerne anwendbar und strebt für grosse Radien dem bekannten Ausdruck 4ad zu. Für den Fall der Selbstvereinigung der Kerne wird gezeigt, dass der Effekt der Bildkraft im Grössenbereich der atmosphärischen Kerne klein ist, wenn einer der sich vereinigenden Kerne geladen ist. Der Einfluss ist aber nicht vernachlässigbar, wenn kleinere Grössen in Betracht gezogen werden; es wird eine Tabelle mitgeteilt, welche den Betrag des Effektes als Funktion der Grösse gibt.
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11.
Summary An investigation of heated surfaces of glass, metal and oil as sources of condensation nuclei is reported. Below a certain transition temperature the nucleus production is of a temporary nature and decreases to zero with the continued heating of the surface. Above this temperature, however, the nucleus production does not change with time. The transition temperature varies with the material of the surface and is not always associated with the onset of incandescence. The nuclei produced at the lower temperatures have a radius of about 10–5 cm and, on production, are mainly uncharged. Electric light bulbs can produce appreciable numbers of these nuclei.
Zusammenfassung Es wird über eine Untersuchung von geheizten Glas-, Metall-und Öloberflächen als Quelle von Kondensationskernen berichtet. Unterhalb einer gewissen Übergangstemperatur ist die Kernerzeugung unbeständig und sinkt bei fortgesetzter Heizung der Oberfläche auf null. Oberhalb dieser Temperatur ändert sich die Kernproduktion nicht mit der Zeit. Es wurde gefunden, dass sich die Übergangstemperatur mit dem Material der Oberfläche ändert und nicht immer mit dem Beginn des Glühens assoziiert ist. Die Kerne, welche bei den niedrigeren Temperaturen erzeugt werden, haben einen mittleren Radius von ungefähr 10–5 cm und sind bei ihrem Entstehen grösstenteils ungeladen. Elektrische Glühlampenkönnen eine beträchtliche Zahl dieser Kerne erzeugen.

Note: The research reported in this document has been sponsored in part by the Office, Chief of Research and Development, U.S. Department of Army, through its European Office under Contract No. DA-91-508-EUC-194.  相似文献   

12.
Summary A condensation nuclei counter based onAitken's principle is described and depicted. It permits simultaneous observations of the graticule by two persons or the observation of the graticule by one person and the synchroeous photographic recording of the droplets on 35 mm film strip or single plates. With one exposure, the droplets on 24 squares of the millimetre graticule can be recorded so that a repetition of the necessary operations required by other counters in order to obtain an average count becomes superfluous and the time taken for one experiment is reduced to three quarters of a minute. The limitation to five droplets per square mm recommended for all hitherto existing nuclei counters with eye observations is removed when the droplets and the graticule are photographed. By the use of a special sealing arrangement and by employment of vacuum taps which proved most satisfactory with the previous construction of a photo-electric nuclei counter, leakages are practically impossible. The glass windows of the receiver are interchangeable with plates of conducting glass which can be heated by the passage of an electric current. The construction ensures that the 1 cm distance above the graticule is always maintained, independent of the tightening of the sealing arrangement. The receiver is equipped with a stirrer operated from outside by a permanent magnet. Two easily detached pumps are provided; one for purifying the air in the receiver and for the dilatation, the other for sucking the sample of impure air into the receiver. The adiabatic cooling in the receiver can be produced e. g. by means of an expansion pump. The method of measuring is discussed. Examples of records are reproduced. Applications and the development of a fully automatic recording nuclei counter are indicated.
Zusammenfassung Ein Kernzähler, derAitkens Prinzip benützt, wird beschrieben und abgebildet. Er gestattet die gleichzeitige Beobachtung des Zählglases durch zwei Personen oder die Beobachtung des Zählglases durch eine Person und die gleichzeitige photographische Registrierung der Tröpfchen auf Kino-Normalfilm (von 35 mm) oder Platten. Miteiner Aufnahme können die Tröpfchen auf 24 Quadraten des in Quadratmillimeter geteilten Zählglases festgehalten werden, so dass eine Wiederholung der erforderlichen Operationen, welche bei allen anderen Kernzählern vorgeschrieben sind, um Mittelwerte der Einselzählungen zu erhalten, überflüssig ist und die Dauereines vollständigen Experimentes auf dreiviertel Minuten reduziert wird. Die Beschränkung auf fünf Tröpfchen per Quadratmillimeter, welche für die meisten bisherigen Kernzähler bei Augenbeobachtungen empfohlen wird, wird aufgehoben, wenn die Tröpfchen und das Zählglas photographiert werden. Durch eine spezielle Dichtungseinrichtung und durch Verwendung von Vakuum-Hähnen, welche sich bei der Konstruktion eines photo-elektrischen Kernzählers so sehr bewährt haben, ist Undichtwerden des Rezipienten praktisch unmöglich. Die Spiegelglasfenster des Rezipienten können gegen solche aus leitendem Glas ausgetauscht werden, welche mittels eines durch sie geschickten elektrischen Stromes geheizt werden können. Die Konstruktion gewährleistet, dass der Abstand (1 cm) oberhalb des Zählglases stets erhalten bleibt, unabhängig vom Drucke, der auf die Dichtung ausgeübt wird. Der Rezipient ist mit einem Rührer ausgestattet, der von aussen durch einen permanenten Magneten betätigt wird. Es sind zwei Pumpen vorgesehen, die leicht abnomontiert werden können; die eine ist für die Reinigung der Luft im Rezipienten und für die Dilatation zur Herbeiführung des Tropfenfalles bestimmt, die andere dient zum Einsaugen der zu untersuchenden Luftprobe in den Rezipienten. Die adiabatische Abkühlung im Rezipienten kann z.B. mittels der Dilatationspumpe erzeugt werden. Die Messmethode wird beschrieben. Probe von photographischen Registrierungen der Tröpfchen auf dem Zählglase werden reproduziert. Einige Anwendungen und die Entwicklung eines voll-automatisch registrierenden Kernzählers wird angedeutet.
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13.
Summary A Verzár condensation nucleus counter with automatic recording was tested under constant and controlled conditions in the laboratory and compared with the standard photo-electric nucleus counter of high precision of the School of Cosmic Physics. The photographic records of the fog formation in the cylindrical cloud chamber of theVerzár automat made with galvanometers of 0.019 sec and 1.0 sec periods show that a galvanometer of 1 sec period cannot follow the rapid formation and disappearance of the fog, apparently due to the horizontal arrangement of the fog tube and the absence of an insulating wet lining.TheVerzár automat is an excellent apparatus for continuously recording concentration of condensation nuclei. Its calibration curve, however, would require adjustment if the photo-electric nucleus counter of the School of Cosmic Physics in Dublin were accepted as standard. A new calibration curve deduced from the Dublin comparisons made so far is given.
Zusammenfassung Ein Kondensationskernzähler mit automatischer Registrierung nachF. Verzár wurde im Laboratorium unter konstanten und gesteuerten Bedingungen geprüft und mit einem photo-elektrischen Kernzähler hoher Präzision, dem Standard der School of Cosmic Physics, verglichen. Die photographischen Aufzeichnungen der Nebelbildung in der zylindrischen Nebelkammer desVerzárschen Automaten, welche mit Galvanometern von 0.019 sec und 1.0 sec gemacht wurden, zeigen, dass ein Galvanometer mit einer Periode von 1 sec der raschen Bildung und Auflösung des Nebels nicht folgen kann, offenkundig durch die horizontale Anordnung des Nebelrohres und das Fehlen jeglicher Auskeidung mit feuchtem Isolationsmaterial bedingt.DerVerzársche Automat ist ein ausgezeichnetes Gerät für die fortlaufende Registrierung der Kernzahl. Seine Eichkurve bedarf jedoch einer Abänderung, falls der photo-elektrische Kernzähler der School of Cosmic Physics in Dublin als Standard angenommen wird. Eine neue Eichkurve, welche sich auf die bisher in Dublin gemachten Vergleichungen stützt, wird reproduziert.
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14.
Summary A variation of theNolan-Pollak photo-electric nucleus counter for size discrimination is described. Instead of applying an over-pressure, the sample in fog-tube of the new instrument starts at atmospheric pressure and expands into two evacuated containers. The expansion into the first container is as rapid as possible and this determines the maximum supersaturation. The expansion into the second is slow enough to permit the growth of water drops to limit the supersaturation below the initial value, and yet fast enough so that the expansion is essentially adiabatic. The calibration is essentially the same as long as the sum of the two volumes is constant, and only those particles smaller than the size determined by the initial supersaturation contribute to the reading.
Zusammenfassung Es wird eine Modifikation des photoelektrischen Kernzählers vonNolan undPollak zur Unterscheidung der Kerngrösse beschrieben. Anstatt einen Ueberdruck in der Nebelkammer zu erzeugen, wird die Luftprobe von ihrem ursprünglichen Luftdruck in zwei evakuierte Behälter expandiert. Die Expansion in den ersten Behälter wird so schnell als möglich durchgeführt; diese bestimmt das Maximum der Uebersättigung. Die Expansion in den zweiten Behälter wird so langsam vorgenommen, dass das Wachsen der Wassertröpfchen ermöglicht und die Uebersättigung unter dem Anfangswert begrenzt wird, doch rasch genug, dass die Expansion im wesentlichen adiabatisch erfolgt. Die Kalibrierung ist im wesentlichen die gleiche, so lange die Summe der zwei Volumina konstant ist, und nur jene Teilchen tragen zur Messung bei, deren Grösse kleiner ist als jene, welche durch die anfängliche Uebersättigung bestimmt ist.
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15.
Summary The content of charged nuclei formed in a room varied by alternating the polarity of a corona device and depended on the period during which the corona of one polarity was switched on. The concentration of charges measured was greater during the negative period than during the positive one, when the action period of corona of one polarity was 30 minutes, but it was the opposite for the period of 5 minutes. When using alternating corona potential of 50 cycles per/sec only positively charged nuclei were established. By using alternating potential the picture was changed when air was blown through the corona device: the content of positively charged nuclei was diminished and negatively charged nuclei were also observed. An air circulation produced by the convection from an electric heater placed below the corona device was sufficient to cause a similar effect.
Zusammenfassung Der Gehalt an geladenen Kernen, die in einem Raume gebildet wurden, änderte sich beim Wechsel der Polarität einer Koronavorrichtung und hing von der Dauer ab, während der die Koronaentladung einer Polarität eing eschaltet blieb. Die gemessene Konzentration der Ladungen war grösser während der negativen Periode als während der positiven, wenn die Wirkung der Koronaentladung einer Polarität 30 Minuten dauerte, das umgekehrte trat für eine Dauer von 5 Minuten ein. Nur positiv geladene Kerne wurden nachgewiesen, wenn Wechselspannung von 50 Perioden per Sek für die Koronaentladung benutzt wurde. Bei Wechselspannung wurde das Bild geändert, wenn Luft durch die Koronavorrichtung geblasen wurde: Der Gehalt an positiv geladenen Kernen wurde verkleinert und auch negativ geladene Kerne wurden beobachtet. Eine Luftzirkulation, die durch Konvektion von einem elektrischen Heizkörper unterhalb der Koronavorrichtung erzeugt wurde, war genügend, einen ähnlichen Effekt hervorzurufen.
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16.
Summary Very small uncharged nuclei are produced by electric discharge at a metal point. By measuring the size and the super-saturation required for condensation it is shown that there is a vapour pressure deficit of 15%. The nuclei increase in size and in heterogeneity during storage. The range of radius is from 1.0×10–7 cm to 6.6×10–7 cm.When atmospheric nuclei are drawn past a discharging point they become multiply charged. The relation between the mobility, the diffusion coefficient and the charge per ion of these multiply charged ions does not agree with well-established theory.
Zusammenfassung Elektrische Entladung von einer Metallspitze erzeugt sehr kleine, ungeladene Kerne. Durch Messung ihrer Grösse und der Übersättigung, welche für die Kondensation benötigt wird, kann gezeigt werden, dass ein Dampfdruckdefizit von 15% besteht. Während der Speicherung wachsen die Kerne und ihre Heterogenität nimmt zu. Ihre Radien liegen zwischen 1.0×10–7 cm und 6.6×10–7 cm.Kondensationskerne der Atmosphäre, welche an einer sich entladenden Spitze vorbeigesaugt werden, nehmen mehrfache Ladungen an. Die Beziehung zwischen der Beweglichkeit, dem Diffusionskoeffizienten und der Ladung per Ion dieser mehrfach geladenen Ionen stimmt nicht mit der bisher als gültig angenommenen Theorie überein.
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17.
Summary Investigations have shown that in groundwater- and oil-bearing strata there are preferential directions of flow that are often maintained over wide areas.Johnson & Hughes (1948, see Ref.) analysed a series of oil well cores by cutting them into small horizontal plugs and they obtained directional permeabilities which they plotted in the form of polar graphs. They were not able to give a physical explanation of this phenomenon. On the other hand, there exists a theory of permeability in which the latter is represented as a symmetric tensor. This theory has been developed byFerrandon (1948, see Ref.), but no experimental substantiation of it seems ever to have been attempted.In the present paper, the author undertakes to compare the two sets of findings. FromFerrandon's theory, the directional permeabilities (denoted byk) corresponding to the experiments ofJohnson & Hughes are calculated and it is shown thatk –1/2 if plotted as polar graph, should form an ellipse. The data ofJohnson & Hughes are then are drawn. In this manner, a substantiation of the tensor theory ofFerrandon is obtained.
Zusammenfassung Untersuchungen der Permeabilität von Grundwasser und Erdöl führenden Gesteinsschichten haben gezeigt, dass dieselbe in vielen Fällen richtungsabhängig ist. Hierbei bleibt die Richtung extremaler Permeabilität oft über weite Gebiete konstant.Johnson & Hughes untersuchten eine Reihe von Bohrkernen von Oelquellen auf Richtungsabhängigkeit der Permeabilität. Hierzu schnitten sie aus denselben kleine, waagrechte Stücke, bestimmten deren Permeabilität und stellten das Ergebnis ihrer Messungen in der Form von Permeabilitätspolardiagrammen dar. Sie waren nicht im Stande, eine theoretische Erklärung der erhaltenen Kurven zu geben. Auf der anderen Seite existiert eine Theorie der Permeabilität, wobei die letztere als symmetrischer Tensor behandelt wird. Diese Theorie wurde vonFerrandon vorgeschlagen; es scheint aber, dass keine experimentelle Bestätigung davon je versucht worden ist.In der vorliegenden Arbeit vergleicht der Verfasser die zwei Typen von Untersuchungen. Nach derFerrandon'schen Theorie wird die «gerichtete» Permeabilität (mitk bezeichnet), die den Experimenten vonJohnson & Hughes entspricht, berechnet. Es wird gezeigt, dassk –1/2, als Polardiagramm dargestellt, die Gestalt einer Ellipse haben sollte. Die Resultate vonJohnson & Hughes werden dann in die Form vonk –1/2 umgerechnet und als entsprechende Polardiagramme dargestellt. In dieser Weise wird eine experimentelle Bestätigung der Tensortheorie vonFerrandon erhalten.

Published by Permission of Imperial Oil Limited, Calgary, Alberta (Canada).  相似文献   

18.
Summary Recently one of the authors introduced for a polydisperse aerosol the useful concept of the equivalent radius which is computed from a monodisperse substitute aerosol with the same fraction of charged nuclei as the actual.In this paper the result of a theoretical and experimental investigation into the agreement between equivalent and average radius of polydisperse aerosols are presented. It is shown that for normal conditions as is to be expected in practice the equivalent radius represents a very good estimate of the average size of submicron particles in polydisperse aerosols.
Zusammenfassung Einer der Authoren hat jüngst den nützlichen Begriff des äquivalenten Radius für polydisperse Aerosole eingeführt, welcher für ein monodisperses Ersatz-Aerosol mit dem gleichen Bruchteil von geladenen Teilchen als das wirkliche Aerosol berechnet wird.In der vorliegenden Arbeit werden die Resultate einer theoretischen und experimentellen Untersuchung der Uebereinstimmung des äquivalenten und mittleren Radius für polydisperse Aerosole mitgeteilt. Es wird gezeigt, dass unter normalen Bedingungen, wie sie in der Praxis zu erwarten sind, der äquivalente Radius eine sehr gute Abschätzung für den mittleren Radius von sub-mikroskopischen Teilchen in polydispersen Aerosolen vorstellt.
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19.
Zusammenfassung Es werden tägliche Gänge des Austauschkoeffizienten an zwei Stationen, Leafield (England) und Ismaila (Aegypten), die jeweils einen bestimmten Klimatyp repräsentieren, mit und ohne Berücksichtigung des Turbulenzcharakters berechnet. Die Berücksichtigung des Turbulenzcharakters (in erster Näherung in Abhängigkeit von Strahlung und Wind) führt zur charakteristischen Auswahl, z. B. zum Konvektionstyp, Stratustyp, die Nichtberücksichtigung zur klimatologischen Auswahl. Beide Auswahlen werden miteinander verglichen und Kriterien über ihre Anwendung festgelegt. Zusätzlich werden die jährliche Variation betrachtet und die Gänge in empirisch- analytische Funktionen zerlegt. Als Grundlage zur Berechnung dienen die Temperatur- bzw. Temperaturgradientregistrierungen vonN. K. Johnson undG. S. P. Heywood (7) über 5 Jahre in 5 Niveaus (1.2, 2.4, 30.4, 57.4, 87.7 m, Leafield) und die vonW. D. Flower (8) über ein Jahr in 4 Niveaus (1.1, 16.2, 46.4, 61.0 m, Ismaila). Es wird gezeigt, dass der lineare Höhenansatz für den Austauschkoeffizienten, der für eine adiabatische Atmosphäre gilt, nicht auf eine wirkliche Atmosphäre angewandt werden darf; als ein günstiger Ansatz wurde im Höhenintervall von 10–100 m dasGauss'sche Fehlerintegral gefunden, der durch die Berechnung der Austauschkoeffizienten in zwei Messtufen für Leafield geprüft werden kann; die bisherigen Berechnungen beschränkten sich auf eine Meßstufe und ergaben keine Möglichkeit, den Ansatz zu prüfen. Dieser Höhenansatz ergibt einen stetigen Uebergang von der Boden- zur Oberschicht, oder anders ausgedrückt, von der Schicht mit höhenabhängigem Austausch zu der mit höhenkonstantem, so erhält man die vonC. G. Rossby (9) eingeführte Restturbulenz (residual turbulence). Es werden tägliche Gange des Austauschkoeffizienten im einzelnen diskutiert; besonders der Spezialfall der klaren Junitage von Leafield (Konvektionstyp der gemässigten Breiten), für den eine Modellvorstellung entworfen wird, bei der die Wechselwirkung von Strahlung, Schichtung, Temperatur und Austausch gleichzeitig betrachtet wird.Ausgehend von der zweiten Diffusionsgleichung des atmosphärischen Austauschs wird gezeigt, dass sowohl für den Austausch als auch für das Integral der Diffusionsgleichung die Trennung der Variablen möglich ist mit der Einschränkung, dass bei Tagen bzw. Auswahlen von Tagen mit ausgesprochenem täglichen Gang für Tag und Nacht verschiedene höhenfunktionen erforderlich sind. Die beiden separaten (gewöhnlichen) Differentialgleichungen, die nach der Trennung der Variablen erhalten wurden, werden vorerst getrennt integriert und die Konstanten jeweils voneinander unabhängig berechnet; damit erhält man einerseits die Möglichkeit, die durch Integration der Zeitabhängigkeit des Austauschkoeffizienten erhaltene neue Zeitfunktion mit der der gegebenen potentiellen Temperatur zu vergleichen, andererseits den Höhenansatz ein zweitesmal zu prüfen. Die numerische Prüfung der Zeitabhängigkeit wurde für die Auswahl «Alle Junitage Leafield», die der Höhenabhängigkcit für die Auswahl «Bedeckte Dezembertage Leafield» durchgeführt. Abschliessend werden die beiden Gleichungen zusammen betrachtet, die Integration vorgenommen, eine numerische Auswertung jedoch nicht ausgeführt.
Summary The daily variation of the «Austauschkoeffizient», i. e. eddydiffusivity, has been computed for two stations, Leafield (England) and Ismaila (Egypt), representing each other a special type of climate. On the side one attention has been given to the character of turbulence as mainly influenced by insolation and wind leading to a characteristic selection, for instance a «convection-type»; on the other side normal monthly values have led to a climatologic selection. Both selections have been compared and criterions for their use determined. Additionally the daily variations have been analysed in known functions, their annual variations regarded.The foundations for this analysis were the registrations of temperature or temperature-gradient ofN. K. Johnson andG. S. P. Heywood for 5 years at 5 levels (1.2, 12.4, 30.5, 57.4, 87.7 m, Leafield) andW. D. Flower for 1 year at 4 levels (1.1, 16.2, 46.4, 61.0 m, Ismaila).A main result is that the linear function with height of the «Austauschkoeffizient», confirmed for an adiabatic atmosphere, cannot be applied to a real atmosphere; the error-function integral has been found a good approximation in the interval between 10 and 100 m, which can be tested by computing the daily variation of the «Austausch-koeffizient» at two levels; previous results were limited to a single level without this possibility of testing. This variation with height gives a steady transition from the layer with variable «Austauschkoeffizient» to the one with constant «Austauschkoeffizient» thus getting the residual turbulence ofC. G. Rossby. Special types of the daily variation of the «Austauschkoeffizient» have been discussed, especcially the convectiontype of middle latitudes (Leafield, clair days), for which a model has been given, regarding the mutual effects of insolation, gradient, temperature and «Austausch».Basing on the second partial differential equation of atmospheric diffusivity it has been shown that both for the «Austauschkoeffizient» and the integral of this equation the separation of the two variables (t=time,z=altitude) is possible with the limitation that for days respectively selections of days with great daily variation different functions with height for day and night are necessary. This resulted in getting two ordinary differential equations, which at first have been integrated separately, and so determined their constants. Now it was possible to compare the daily variation of the integral with that of the given potential-temperature, additionally to prove the function with height for a second time. A numerical proof for the daily variation has been made for the selection «all days of june, Leafield», for the function with height for the selection of «covered days of december, Leafield». Finally both differential equations have been considered together, a numerical example has not been given for special reasons.
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20.
Zusammenfassung Bei Verwendung von Saitengalvanometern für Inklinationsmessungen mit dem Erdinduktor sind Schwingungen zu beobachten, die bei den viel stärker gedämpften Spiegelgalvanometern nicht auftreten. Die Erklärung dieser Zusammenhänge ist mit den bekannten einfachen Induktionsformeln nicht möglich, weil sie nur Angaben über die Mittelwerte der EMK geben. Ueber das Spatprodukt von drei Vektoren: Totalfeldstärke, Drehachse und Vektor in der Windungsebene, lässt sich die allgemeinste Formel für die induzierte EMK bei beliebiger Achsenstellung berechnen. Kleine Winkelabweichungen aus der Nullage zeigen gemäss Formel Abhängigkeit der Verstellempfindlichkeiten von der Grösse der Inklination. Die Kommutierung wird einer genauen Betrachtung unterzogen; die Amplituden der Schwingungen mit Hilfe derFourier-Analyse berechnet. Der Induktionsstrom wird nach der bekannten Differentialgleichung bestimmt. Eine Möglichkeit der Messung vonH aderZ unter Verwendung von zwei Erdinduktoren wird am Schluss betrachtet.In dem zweiten Teil werden die Korrekturen, welche auf die Spulenkonstante anzuwenden sind, bestimmt. Die Grösse der Windungsflächen hängt von der Drahtstärke und der Konstruktionsart des Induktors ab (Einfach- oder Doppelspule). Der Einfluss des Rahmes auf die Spule wird einer genauen Betrachtung unterzogen. MittelsFourier-Analyse kann die Grössenordnung der Fehler von schlechtjustierten Kommutatoren bestimmt werden. Eine Uebersicht alter und neuer Indikationsmethoden bei Inklinationsmessungen beschliesst den Text.
Summary 1. In using fibre-galvanometers for the measurement of Inclination with the earthinductor oscillations can be observed that do not appear at the use of mirrorgalvanometers, more muted. These relations can not be explained very well with the help of the known simple formulas, as the latter state only the means of EMF. Through the triple-product of the three vectors, i.e. total magnetic force, rotation-axis, vector in the plane of the coil, the general formula can be figured for the induced EMF at any possible positions of the axis. Small deviations from the nullposition show — according to the formula — some dependance of the sensibilities in changing the position of axis from the degree of Inclination. The commutation is taken into very careful consideration, the amplitudes of oscillations are calculated byFourier-Analysis. The current of the induction is computed according to the well known differential-equation. The possibility to fixH orZ in using two earthinductors will be described at the end of the first chapter.
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