Atmospharische Elektrizitat 



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messenwurde. Hier zeigtensichsowohlZunahmen 

 als auch Abnahmen des Potentialgefalles mit 

 der Hohe, die auf das 30 bis SOfache des oben ge- 

 nannton mittleren Wertes fiir die untersten 

 10UO m fiihren warden. Theoretisch ware 

 ein starkes Ansteigen der raumlichen Ladungs- 

 dichte in der unmittelbaren Nachbarschaft 

 der Elektrode (des Erdbodens) wohl zu erwarten 

 (E. v. Sen we idler), wenn man es mit eiuem 

 ruhenden Gase zu tun hatte ; da die Atmosphare 

 aber gerade in den dem Erdboden unmittelbar 

 anliegenden Schichten kriiftiger Durchmischung 

 ausgesetzt 1st, wird vermutet werden konnen, 

 daB derart extreme Werte der Ladungsdichte 

 nicht die Regel bilden. Es wird noch ausgeclehnter 

 Untersuchungen auch nach der methodischen 

 Seite hin bediirfen, bis iiber den Verlauf des 

 Potentialgefalles in den untersten Schichten 

 die wegen ihrer Wichtigkeit fiir das Problem 

 des Elektrizitiitshaushalts der Erde wunschens- 

 werte sichere Aufklamng erreicht ist. 



Auf den Zusammenhang des Verlaufes des 

 Potentialgefalles in der freien Atmosphare mit 

 der Leitf ahigkeit wird weiter unten (vgl. unter 11) 

 noch naher eingegangen werden. 



II. Die elektrische Leitfahigkeit der 

 Atmosphare. 7. Allgemeines. lonen- 

 hypo these (vgl. den Artikel ,,Elektri- 

 zitatsleitung in Gasen"). DaB 

 die atmospharische Luft ein merkliches 

 Leitvermogen fiir Elektrizitat besitzt, 

 wurde schon von Coulomb bemerkt, dem 

 es gelaug, den Ladungs veiiust eines isolierten, 

 der Luft ausgesetzten Leiters experimentell 

 in zwei Teile zu sondern: den iiber die 

 isolierenden Stiitzen abfliefienden und den 

 durch die Luft abflieBenden Verlust. Fiir 

 den letzten fand er das nach ihm beuannte 

 Gesetz der Elektrizitatszerstreuung, welches 

 aussagt, daB der in jedem Zeitelement er- 

 folgende Ladungsverlust (Kapazitat mal 

 Potentialabnahme) proportional dem zurzeit 

 vorhandenen Potential des Kb'rpers sei. Spa- 

 tere Untersuchungen zeigten, daB in kleinen 

 Luftraumen das Coulombsche Gesetz nicht 

 mehr gilt, daB hier vielmehr der Ladungs- 

 verlust unabhangig von der vorhandenen 

 Potentialdifferenz wird. Den Mechanismus 

 des Elektrizitatstransportes durch die Luft 

 dachte man sich nach Art des elektrischen 

 Kugeltanzes, bewirkt durch Luftmolekiile, 

 Stau b- und Wasserteilchen, die von den ge- 

 laclenen Elektroden wechselweise ange- 

 zogen, aufgeladen und abgestoBen wiirden. 



Die ersten Versuche iiber Elektrizitats- 

 zerstreuung in der Atmosphare riihren von 

 L i n s s her, der bei einem der Luft ausgesetzten 

 Korper einen etwa 1 prozentigeLadungsverlust 

 in der Minute und einen jahr lichen Gang 

 der Zerstreuung auffancl. Mit den Arbeiten 

 von Elster und Geitel beginnt die neuere 

 Entwickelung dieses Zweiges der luftelek- 

 trischen Forschung. Ihnen gelang es nach 

 wesentlicher Verbesserung des Listrumen- 

 tariums zu zeigen, daB die Elektrizitatsleitung 



der Atmosphare durchaus nach Gesetzen 

 erfolgt, die von dor lonenhypothese 

 gefordert werden. Nach dieser Hypothese 

 erfolgt die Leitung der Elektrizitat durch 

 Gase auf atomistischer Gnmdlage, indem 

 die lonen, Komplexe von Gasmolekiilen, 

 welche mit einem positiven oder negativen 

 Elemeutarqiiantum der Elektrizitat behnl'tet 

 sind und im Gase unter Energieaufwand er- 

 zeugt werden, unter der Wirkung des elek- 

 trischen Feldes eiue im wesentlichen ge- 

 riehtete, aber durch Zusammeusto'Be mit 

 den Gasmolekulen nach den Prinzipien der 

 kinetischen Gastheorie modifizierte Bewegung 

 durch das Gas ausfiihren, wobei sie entweder 

 durch Molisierung (Neutralisation durch ein 

 ungleiclmamiges Ion) oder durch Abgabe 

 der Ladung an die Elektrode verschwinden. 

 8. Methoden und Instrumeutarium 

 zur Untersuchung der Elektrizitats- 

 leitung der Atmosphare. Der bei 

 weitem groBte Teil der Messungen, die zur 

 Untersuchung der Leitfahigkeit der Atmo- 

 sphare bisher augestellt sind, ist mit dem 

 Elster -Geitelschen Zerstreuimgsapparat 

 vorgenommen worden. Obgleich der Apparat 

 nicht vollkommen einwandfreie quantitative 

 Daten ergibt, muB er doch hier ausfiihiiich 

 beschrieben werden, da er von prinzipieller 

 Wichtigkeit ist und wegen der Be- 

 quemlichkeit der Handhabuug voraussicht- 

 lich noch laim'e von den Beobachtern vor 



Instrumenten 



bevorzugt 



werden 



an der en 

 diirfte. 



Der Zerstreuimgsapparat besteht aus 

 einem Exuerschen Elektrometer mit im 

 Innern des Gehauses angebrachter Bernstein- 

 isolation, auf dessen Blattchentrager mittels 

 eines unten konisch zugespitzten Stiftes 

 ein vertikaler Zylinder aus geschwarztem 

 Messingblech von 9 cm Lange und 5 cm 

 Durchmesser aufgesteckt werden kaiin. Dieser 

 der ,,Zerstreuuugskorper" - wird von einem 

 ebenfalls aus geschwarztem Messingblech 

 verfertigten Schutzzylinder von 14 cm Hohe 

 und 19 cm Weite umgeben, der oben durch 

 einen Deckel verschlossen ist, unten aber 

 geoffnet bleibt. Man ladet das isolierte 

 System mittels einer Zambonisaule auf das 

 Potential V l5 wartet cine Zeit t (gewb'hnlich 

 15 Minuten), bis das Potential um einen 

 meBbaren Betrag bis auf V 2 abgenommen hat 

 und ermittelt bei abgenommenem Zerstreu- 

 ungskorper die entsprechenden Werte Vj' 

 t' V 2 ' zur Bestimmung des Ladungsverlustes 

 iiber die isolierende Sttitze und durch die 

 Luft im Gehause des Elektrometers, dann gilt 

 nach Elster und Geitel 



n 



V/( 

 V7J 



worin a den 

 koeffizienten" oder kurz 



,Zerstreuungs- 



sogenannten 



,,die Zerstreuung 



