Naturwissenschaftliche Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem Gresamtgehiete der Naturwissenschaften. 



XXV. Jahrg, 



17. März 1910. 



Nr. 11. 



Karl Erich Hupka: Die träge Masse bewegter 

 Elektronen. (Inaugural-Dissertation Berlin.) 

 42 S. (Leipzig 1909, Johann Ambrosius Barth.) 



Die rasche Fortentwickelung der Elektrizitätslehre 

 im Laufe der letzten Jahrzehnte, die über dieFaraday- 

 Max well sehe Theorie hinaus wieder zu einer atomi- 

 stischen Auffassung der Elektrizität geführt hat, hat 

 in dem Maße, wie sie sich die anderen Gebiete der 

 Physik zu ihren eigenen machte, auch eine Modifikation 

 der aus diesen Gebieten übernommenen Grundbegriffe 

 als unvermeidlich erwiesen. Namentlich erfuhr der 

 Massenbegriff eine tiefgreifende Erweiterung. Während 

 nämlich die ältere Elektrodynamik in Übereinstimmung 

 mit der Mechanik an der absoluten Konstanz der 

 Masse festhielt, verlangten die neueren Elektronen- 

 theorien eine Abhängigkeit der trägen Masse eines 

 Elektrons von seiner Geschwindigkeit. Der Nachweis 

 für diese Abhängigkeit wurde bereits im Jahre 1905 

 von Herrn W. Kaufmann in seinen bekannten Ver- 

 suchen an den /3-Strahlen des Radiums mit absoluter 

 Sicherheit erbracht. Kaufmann zeigte, daß mit 

 wachsender Geschwindigkeit die Masse des bewegten 

 Elektrons zunimmt, und diese Zunahme war von 

 solcher Größenordnung, daß die Frage ernsthaft in 

 Erwägung gezogen werden konnte, ob nicht überhaupt 

 alle träge Masse elektrischen Ursprungs sei. 



Während aber in der Notwendigkeit der Abhängig- 

 keit der Masse von der Geschwindigkeit alle modernen 

 Theorien übereinstimmen, weichen sie in vielen anderen 

 Punkten beträchtlich voneinander ab. Dies gilt be- 

 sonders von den zwei Theorien, die heute am besten 

 ausgebaut sind, der A br ah am sehen Theorie des starren 

 Elektrons und der Loren tz-Ein stein sehen Theorie 

 des deformierbareu Elektrons. 



Der Unterschied dieser Theorien ist am besten 

 durch ihre Stellungnahme zum sogenannten „Relativi- 

 tätsprinzip" gekennzeichnet. Dieses besagt, daß die 

 Bewegungsgleichungen unverändert ihre Form be- 

 halten, gleichgültig ob man sie auf ein ruhendes oder 

 auf ein mit konstanter Geschwindigkeit fortschrei- 

 tendes Koordinatensystem bezieht. Das bedeutet, daß 

 wir nur relative Bewegungen, aber niemals absolute 

 wahrnehmen können. 



Während nun die Abraham sehe Theorie das 

 Relativitätsprinzip verwirft, fußt die Lorentz -Ein- 

 st ein sehe gerade auf diesem Prinzip. 



Es war aber von großer Bedeutung, nach einer 

 experimentellen Entscheidung zwischen diesen beiden 

 Theorien zu suchen. 



Hierzu schien die erwähnte Abhängigkeit der Masse 

 eines Elektrons von seiner Geschwindigkeit besonders 

 geeignet. Denn wenn auch diese Abhängigkeit in 

 beiden Theorien gefordert wird, so ist der mathematische 

 Ausdruck für die Größe derselben in beiden Theorien 

 verschieden, und es handelt sich nun darum, möglichst 

 quantitative Versuche hierüber anzustellen. 



Derartige Versuche wurden bereits im Jahre 1908 

 von A. H. Buche rer (Verhandl. der Deutsch. Phys. 

 Ges. 1908, 10, S. 688—699) angestellt. 



Die Messungen geschehen bekanntlich in der Weise, 

 daß man Elektronenstrahlen (Kathoden- oder Becquerel- 

 strahlen) gleichzeitig einem elektrischen und einem 

 magnetischen Felde aussetzt und die Ablenkung, 

 welche die Strahlen in beiden Feldern erfahren, be- 

 stimmt. Aus der Größe dieser Ablenkungen läßt sich 

 dann die Geschwindigkeit v und das Verhältnis von 

 elektrischer Ladung e zur Masse m des Elektrons, also 

 der Quotient e/m bestimmen. Da man die Ladung 

 eines Elektrons unter allen Umständen als unver- 

 änderlich betrachtet, so gibt die Veränderlichkeit von 

 e/m mit der Geschwindigkeit V die gesuchte Abhängig- 

 keit zwischen Masse und Geschwindigkeit. Ist die 

 Geschwindigkeit Null, so muß die zugehörige Masse w? 

 und daher auch e/m konstant sein. 



Herr Bucherer ging nun von der Überlegung 

 aus, daß offenbar diejenige Theorie die richtige ist, 

 für welche e/m innerhalb der Beobachtungsfehler sich 

 aus den experimentell gefundenen Werten als wirk- 

 liche Konstante berechnet. 



Die Versuche wurden mit den ß- Strahlen des 

 Radiums angestellt, und die nach den beiden Theorien 

 aus den experimentellen Resultaten berechneten Werte 

 für e/wig entschieden zugunsten der Lorentz-Ein- 

 steinschen Theorie. Gegen die Buchererschen 

 Ergebnisse wurden indes von manchen Seiten Ein- 

 wände erhoben, und es schien daher wichtig, die Frage 

 nochmals einer experimentellen Prüfung zu unterziehen. 



Herr Hupka hat diese Untersuchung in etwas 

 anderer Weise ausgeführt. Zunächst verwendete er 

 nicht /3-Strahlen , sondern Kathodenstrahlen hoher 

 Geschwindigkeit. Die Art der Erzeugung dieser 

 Kathodenstrahlen sicherte dem Verf. den großen 

 Vorteil, daß er mit homogenen Strahlen, d. h. Strahlen 

 gleicher Geschwindigkeit arbeiten konnte. 



Verf. bediente sich nämlich der bekannten Er- 

 scheinung, daß an negativ geladenen Metallplatten 

 durch Bestrahlung mit ultraviolettem Licht ein 

 Elektronenstrom ausgelöst wird. Dieser Elektronen- 



