224 XXI. Jahrg. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



1906. Nr. 18. 



Erdbodenelektrizität in die Luft einfach auf Grund 

 der bekannten Elektrizitätszerstreuung behauptete 

 und die Frage nach den näheren Bedingungen, ob 

 der Wasserdampf oder der Staub dabei von Einfluß 

 sei , vor der Hand ausschied. So ließ sich der 

 Betrag des Elektrizitätsflusses von der Erde in die 

 Atmosphäre aus zwei Daten berechnen, die beide der 

 Messung zugänglich sind, aus der Flächendichte am 

 Boden, die aus dem Potentialgradienten folgt, und 

 aus der Größe der Elektrizitätszerstreuung. Freilich 

 blieb dabei die Rückkehr der entwichenen Elektrizi- 

 tät zur Erde noch unaufgeklärt, der Kreislauf noch 

 ungeschlossen. 



An dieser Stelle ist es Elster und mir vergönnt 

 gewesen, an dem weiteren Verlaufe der Arbeiten teil- 

 zunehmen. Es war vor allem die Absicht, verläßliche 

 Daten über die Größe der Zerstreuung in der freien 

 Atmosphäre zu gewinnen, die uns dazu bestimmte. 

 Das von Linss angegebene Verfahren gestattete 

 keine sichere Schätzung des Fehlers , der durch 

 mangelhafte Isolation bewirkt werden kann, und 

 wenn sich später auch herausstellte, daß in seinen 

 Messungen jener Fehler unmerklich geblieben ist, so 

 war doch Veranlassung vorhanden, die Methode zu 

 verbessern. Wir erreichten dies, indem wir das 

 Ex n ersehe Elektroskop an Stelle der Drehwage und 

 des Sinuselektrometers als Meßapparat benutzten, die 

 einzige möglichst gut isolierende Stütze in dessen 

 Gehäuse hineinverlegten und bei jeder Messung der 

 Zerstreuung den Elektrizitätsabfluß im Elektroskop 

 gesondert bestimmten 1 ). Es liegt nicht in dem Be- 

 reiche des Gegenstandes , der uns heute beschäftigt, 

 auf die meteorologischen Ergebnisse unserer Messungen 

 und die wesentlichen Vervollkommnungen und Neubil- 

 dungen der Methode einzugehen, die man den Herren 

 Ebert, Mache, Gerdien, Lüdeling, Nordmann, 

 Langevin u. A. verdankt. Es möge nur auf die Er- 

 gebnisse hingewiesen werden, durch die die Unter- 

 suchung der Elektrizitätszerstreuung der reinen Physik 

 als Arbeitsgebiet wieder zurückgewonnen ist. 



Indem wir die Zusammenstellung der täglichen 

 Messungen des Zerstreuungskoeffizienten in freier 

 Luft schon für das erste Vierteljahr von Weih- 

 nachten 1898 bis Ostern 1899 überblickten, konnten 

 wir uns des Eindruckes nicht erwehren , daß sie 

 weder mit der Coulombschen Vorstellung von 

 der speziellen Leitfähigkeit des Wasserdampfes, 

 noch mit der Theorie der Konvektion durch den 

 Staub vereinbar waren. Die höchsten Zerstreuun- 

 gen traten auf bei trockener und klarer Luft; 

 bei Nebel, bei dunstiger und staubhaltiger Atmo- 

 sphäre war die Zerstreuung abnorm klein. Gerade 

 so, wie die freie Luft, nur in deutlicherer Weise, ver- 

 hielt sich auch die der geschlossenen Rezipienten, 

 wenn wir sie mit Uranpräparaten künstlich ioni- 

 sierten. Auch hier nahm die Zerstreuung stark ab, 

 sobald durch Abkühlung die relative Feuchtigkeit 

 stieg oder gar Nebelbildung eintrat. Im letzteren 



Falle schreibt man die Verminderung der Leitfähig- 

 keit der Beschwerung zu, die die Ionen durch an- 

 gelagerten Wasserdampf erfahren; es erschien rationell, 

 die gleiche Vorstellung auch auf die freie Luft zu 

 übertragen , d. h. auch dieser normalerweise einen 

 Gehalt an Ionen zuzuschreiben. Bestätigt wurde 

 diese Annahme durch die auffällige Erscheinung der 

 unipolaren Zerstreuung auf Berggipfeln. So 

 fanden wir auf dem Brocken, noch hervorstechender 

 auf dem Säntis, daß die Zerstreuung der negativen 

 Elektrizität die der positiven bei weitem übertrifft, 

 während im Flachlande am Erdboden die Zer- 

 streuungskoeffizienten für beide Arten von Ladung 

 gleich sind. Ein verschiedenartiges Verhalten der 

 Luft in bezug auf das Vorzeichen der Elektrizität 

 ist aber nur möglich , wenn diese selbst schon ent- 

 gegengesetzt geladene Teilchen enthält, die entweder 

 bei gleicher Menge verschieden hohe Ladung oder 

 bei gleicher Ladung verschiedene Konzentration, viel- 

 leicht auch verschiedene Beweglichkeit haben müssen. 

 Letztere Annahmen sind die durch die Ionentheorie 

 gegebenen, und leicht ist es zu verstehen, daß die 

 größere Intensität des elektrischen Erdfeldes in der 

 Nähe aller leitenden Hervorragungen der Erdoberfläche 

 eben die Ursache der stärkeren Konzentration der 

 positiven Ionen in der Nähe der Berggipfel ist. Nach- 

 dem diese Tatsache gefunden war, gelang es, künstlich 

 mittels geladener, in sich geschlossener Flächen aus 

 Drahtnetz die entgegengesetzten Ionen der Luft in 

 deren Nähe zu ziehen und infolge der Diffusion eines 

 Bruchteils von ihnen in dem Innern der so begrenzten 

 Räume Luftmassen herzustellen , die die eine oder 

 andere Ionenart im Überschuß enthielten , also einer- 

 seits eine elektrische Volumladung, andererseits die 

 unipolare Zerstreuung zeigten 1 ). 



Alle diese Versuche wurden im Freien oder in 

 dem großen mit der Außenluft zusammenhängenden 

 Räume eines Zimmers gemacht; es blieb nur noch 

 der Schritt, sie auf kleine, abgeschlossene Luft- 

 volumina zu übertragen. Hier ergab sich das schon 

 erwähnte Gesetz der Zerstreuung, nach dem das 

 Potential des Versuchskörpers in gleichen Zeiten um 

 gleiche Beträge sinkt, d. h., jene Luftmengen zeigten 

 spontan die inzwischen von J. J. Thomson an 

 künstlich ionisierten Gasen aufgefundene Erscheinung 

 des Sättigungsstromes. Nebenbei fand sich, daß der 

 Luft schon durch ein sehr schwaches elektrisches 

 Feld ein großer Teil ihrer Leitfähigkeit entzogen 

 werden konnte. Beide Tatsachen führten mit Sicher- 

 heit zu dem Schlüsse, daß die gewöhnliche Luft, auch 

 getrennt von der freien Atmosphäre, normalerweise 

 einen gewissen Grad von Ionisierung zeigt 2 ). 



Unmittelbar nach Abschluß dieser Untersuchungen 

 hat C. T. R. Wilson in Cambridge dasselbe Er- 

 gebnis bekannt gemacht. Eigentümlicherweise ging 

 auch er von einer Frage der atmosphärischen Elek- 

 trizität aus , nämlich von dem Zusammenhange der 



') Phya. Zeitschr. 1, 11, 1899. Terr. Magn. 4, 213, 1899. 



1900. 



') J. Elster und H. Geitel, Ann. d. Phys. 2, 425, 

 ! ) H. Geitel, Phya. Zeitschr. 2, 116, 1900. 



