Naturwissenschaftliche Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem Gesammtgehiete der Naturwissenschaften. 





XVI. Jahrg. 



14. März 1901. 



Nr. 11. 



Neuere theoretische Arheiten über 

 die Schichtung in durchströmten Gasen. 



Von Privatdocent Dr. J. Stark (Göttingen). 



Die elektrische Strömung in Gasen hat bis jetzt 

 für die Technik nur wenig Bedeutung, dafür gewinnt 

 sie immer mehr wissenschaftliches Interesse. Die 

 Deutung der elektrischen Strömungserscheinungen in 

 Gasen veranlalst uns, bestimmte Vorstellungen über 

 den Vorgang der elektrischen Strömung uns zu bilden 

 und ihre analytische Darstellung zu erweitern. 



Eine Erscheinung besonders tritt in der letzten 

 Zeit immer mehr in den Vordergrund des Interesses, 

 das ist die Schichtung in durchströmten Gasen. Es 

 sind im Laufe eines Jahres nicht weniger als vier 

 Versuche gemacht worden, sie theoretisch zu meistern. 

 Zwei Aufgaben sind in dieser Hinsicht zu lösen. Ein- 

 mal ist eine analytische Formel zu geben, welche den 

 stationären Zustand der Schichtung mathematisch be- 

 schreibt; sodann haben wir uns eine Vorstellung über 

 die Factoren zu bilden, welche die Schichtung be- 

 dingen und sie in der Zeit herbeiführen. Zwei jener 

 vier Versuche nun widmen sich mehr der ersten, zwei 

 der zweiten Aufgabe. Gemeinsam ist ihnen allen, dafs 

 sie in dem elektrischen Strom in einem Gase eine 

 Bewegung positiv und negativ elektrischer Theilchen, 

 Ionen, sehen. 



Zunächst eine Arbeit von G. W. Walker (Phil. 

 Mag. 1900, [5] 49, 529). Diese geht von der 

 kinetischen Gastheorie aus und berechnet aufgrund 

 des Max well -Boltz mann sehen Vertheilungsge- 

 setzes die Vertheilung eines Gases in einem elektri- 

 schen Feld. Unter Anwendung der Poissonschen 



Gleichung — -* = — 4 7rp {% Potential, Q räumliche 



freie Dichte) gelangt Walker zu einer Formel für 



das Potentialgefälle (^h welche ein periodisches 



Glied enthält, das der Schichtung entsprechen soll. 

 Er giebt für die Länge der Schicht eine Formel ; 

 diese ist verwickelt. 



Die zweite Arbeit von der angegebenen theoreti- 

 schen Tendenz ist von E. Riecke (Physik. Zeitschr. 

 1900, 2, 227). Dieser bemerkt zunächst, dals man 

 es in der Schichtung nicht mit einer Wellenbewegung 

 in gewöhnlichem Sinne zu thun hat, dafs die Ver- 

 schiebungsgeschwindigkeiten der elektrischen Theil- 

 chen wohl der Länge der Röhre nach in periodischer 



Weise wechseln können, dafs dagegen die Elemente 

 der Strömling an einer und derselben Stelle der Röhre 

 keinen periodischen Wechsel zeigen. 



Riecke nimmt an, dafs in einem homogenen elek- 

 trischen Felde gleichartige elektrische Theilchen sich 

 bewegen, und berechnet aufgrund des Gesetzes von 

 Clausius die elektrodynamische Wechselwirkung 

 zwischen zwei bewegten Theilchen. Diese führt er 

 Bodann in die Differentialgleichung für die Bewegung 

 eines elektrischen Theilchens neben der elektrostati- 

 schen Kraft und einer Reibungskraft ein. Durch Inte- 

 gration der vereinfachten Gleichung erhält er einen 

 Ausdruck für die Geschwindigkeit des elektrischen 

 Theilchens; dieser enthält ein periodisches Glied, er 

 ist eine Combination aus einer Exponential- und einer 

 Sinusfunction. Die halbe Wellenlänge des periodi- 

 schen Gliedes nimmt ab, wenn die Reibung und die 

 Masse des Theilchens wächst, sie nimmt zu, wenn der 

 Anfangswerth der Dichte der elektrischen Theilchen 

 wächst. In Anwendung der Formeln auf die Doppel- 

 strömung in Geifslerschen Röhren ergiebt sich , dafs 

 die Wellenlänge des periodischen Gliedes bei den 

 positiven Ionen sehr viel kleiner sein mufs als bei 

 den negativen Elektroden. Und wenn „zwischen den 

 malsgebenden Constanten gewisse Ungleichungen er- 

 füllt sind, so ergiebt sich ein periodischer Wechsel 

 positiver und negativer freier Ladungen im Innern 

 der Röhre". 



Von den zwei anderen Arbeiten ist die eine von 

 J.J.Thomson (Phil. Mag. 1900, [5] 50, S.282), die 

 andere vom Verf. Thomson geht von der Vor- 

 stellung aus, dafs ein Gas durch bewegte Ionen leit- 

 fähig gemacht, ionisirt werde. Die Schichtung sucht 

 er in folgender Weise zu erklären. „Die von der Kathode 

 ausgehenden negativen Theilchen ionisiren das Gas 

 in der Nachbarschaft des magnetischen Glimmens, in- 

 dem sie in diesem Gebiet eine grofse Zahl von Ionen 

 hervorbringen; dadurch wird diesem Gebiet grofse Leit- 

 fähigkeit verliehen, und die elektrische Kraft sinkt 

 infolgedessen auf einen sehr kleinen Werth. Wollen 

 wir nun verfolgen, was eintreten würde, wenn kein 

 Ionisirungscentrum zwischen der negativen Glimm- 

 schicht und der Anode wäre. Die Strömung in diesem 

 Theile der Röhre würde vermittelt werden von den in 

 der negativen Glimmschicht erzeugten Ionen , eine 

 solche Vertheilung der Ionen in der Röhre würde eine 

 Zunahme der elektrischen Kraft nach der Anode zu 

 zur Folge haben, und wenn diese Zunahme die kine- 



