Naturwissenschaftliche Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem Gesamtgebiete der Naturwissenschaften. 



XXV. Jahrg. 



17. Februar 1910. 



Nr. 7. 



A. Becker: Über Quecksilberfallelektrizität 

 und den Kontakteffekt zwischen Metallen 

 und Gasen. (Annalen d. Physik 1909(4), Bd. 29, S. 909 

 bis 940.) 



Die Frage nach der Elektrizitätserregung beim 

 Kontakt heterogener Körper hat trotz vielfacher Unter- 

 suchungen bisher noch keine endgültige Lösung ge- 

 funden; insbesondere bestehen zurzeit keine unwider- 

 sprochenen Vorstellungen über die Elektrizitäts- 

 erregung beim Kontakt zwischen Metallen und Gasen, 

 auf deren Existenz eine Keihe verschiedener Erschei- 

 nungen indirekt hindeutet, ohne daß es möglich ge- 

 wesen wäre, sie sei es qualitativ oder quantitativ 

 durch direkte Beobachtung genügend klarzustellen. 

 In gegenwärtiger Arbeit wird der Versuch gemacht, 

 dem Problem durch Benutzung möglichst einwand- 

 freier und klar definierter Versuchsmittel näher zu 

 treten. Untersucht wird speziell die Frage nach dem 

 Auftreten von Potentialdifferenzen beim Kontakt von 

 Gasen mit Quecksilber und Amalgamen und nach der 

 Abhängigkeit von Größe und Richtungssinn dieser 

 Potentialdifferenzen von der Natur des Gases und des 

 Metalls. Die Wahl flüssiger Metalle gestattet reinste 

 Versuchsbedingungen insofern, als sie einerseits die 

 Verwendung reinster Materialien, andererseits die 

 Herstellung völlig reiner, von jedem störenden Einfluß 

 befreiter Metalloberflächeu ermöglicht. Die Ermittelung 

 der durch den Kontakteffekt erregten elektrischen 

 Ladungen stützt sich auf die Möglichkeit einer rein 

 mechanischen Trennung der Ladungen des Metalls 

 einerseits und der Gasbelegung desselben andererseits, 

 wodurch die Ladung des Gases für sich meßbar wird. 



Das benutzte Quecksilber oder Amalgam fließt 

 unter bestimmtem konstanten Druck in feinem Strahl 

 durch einen mit Hüllen aus reinem Eisenblech ge- 

 schützten abgeschlossenen Gasraum und fällt dann 

 auf einen reinen Eisenblock oder eine mit Quecksilber 

 oder dem betreffenden Amalgam gefüllte Eisenwanne 

 auf. Bildet sich auf den einzelnen Metalltropfen im 

 Augenblick ihrer Bildung durch den Kontakt der 

 frischen Oberfläche mit dem umgebenden Gas eine 

 elektrische Doppelschicht um jeden Tropfen aus, derart 

 daß die Metalloberfläche eine Ladung in einem Sinne, 

 die anliegende Gashülle eine gleichgroße Ladung im 

 entgegengesetzten Sinne annimmt, so vermag der Auf- 

 prall des Strahles auf ein Hindernis die Belegungen 

 der Doppelschicht zu trennen, so daß das Hindernis 

 die elektrische Ladung des Metalls, das umgebende 

 Gas die Ladung der Gashülle der Tropfen aufnimmt. 



Strömt das Versuchsgas in kontinuierlichem Strom 

 durch den Fallraum, so führt es die Gasladung mit 

 sich und ermöglicht deren Messung mit Hilfe an- 

 gesetzter Kondensatoren , wie sie zur Untersuchung 

 leitender Gase in bekannter Weise benutzt werden. 



Die nähere Beobachtung der im beschriebenen 

 Fall die elektrischen Vorgänge umfassenden nicht 

 ganz einfachen Gesamterscheinung weist zweifelsfrei 

 hin auf das Auftreten elektrischer Doppelschichten in 

 allen Fällen , wo Metalle und Gase in unmittelbaren 

 Kontakt treten, und läßt Größe und Richtungssinn der 

 Ladung der Belegungen auf allgemeine gegenseitige 

 elektrische Beziehungen zurückführen, die in der 

 Gruppierung aller Metalle und Gase in einer gemein- 

 samen Spannungsreihe zum Ausdruck kommen. Die 

 Versuche zeigen, daß Quecksilber im Kontakt mit 

 Kohlensäure, Luft oder Sauerstoff positive, im Kontakt 

 mit Wasserstoff dagegen negative Ladung annimmt, 

 und daß sich die entgegengesetzte Ladung je- 

 weils in der unmittelbar anliegenden Gasbelegung 

 findet. Dies führt zusammen mit den bei variiertem 

 Metall gefundenen Ergebnissen zu folgender für das 

 elektromotorische Verhalten der untersuchten Sub- 

 stanzen charakteristischer Gruppierung: 



-(- Zink, Aluminium, Wasserstoff, Quecksilber, 

 Luft, Kohlensäure, Eisen, Kupfer, Platin — . 



Durch diese in den Versuchen der vorliegenden 

 Arbeit begründete Gruppierung dürfte nicht nur für 

 diese speziellen, sondern wohl für alle Fälle das quali- 

 tative Ergebnis des Kontakteffektes zwischen diesen 

 Substanzen als bestimmt zu betrachten sein, und man 

 wird anzunehmen haben, daß die auftretenden Potential- 

 differenzen lediglich dem Kontakt der beiden heteroge- 

 nen Bestandteile ihre Entstehung verdanken. Hin- 

 sichtlich des Mechanismus des Effekts sagen die gegen- 

 wärtigen Versuche nichts Näheres aus; aber es liegt 

 nahe, was nach der heutigen Kenntnis über Kathoden- 

 strahlung und die elektrische Struktur der Materie 

 nicht sehr unwahrscheinlich ist, eine Elektronen- 

 emission im Augenblick des ersten Kontakts zwischen 

 Metall und Gas als Ursache der auftretenden örtlich 

 getrennten Ladungen zu vermuten. Für die oft be- 

 hauptete Mitwirkung einer die Oberfläche der Metalle 

 bedeckenden elektrolytischen Wasserhaut bei der Aus- 

 bildung des Kontakteffekts sprechen die gegenwärtigen 

 Versuche jedenfalls nicht, da sie die Ausbildung 

 frischer Oberflächen in sorgfältig getrockneten Gasen 

 verfolgen. * — 



