94 XXII. Jahrg. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



1907. Nr. 8. 



Kathode im allgemeinen nicht alle die gleiche Ge- 

 schwindigkeit. Die maximale Geschwindigkeit, die 

 sie haben können, berechnet sich aus der Spannungs- 

 differenz z/J 7 , welche sie vor der Kathode im elek- 

 trischen Felde frei durchlaufen haben. Es sei s die 

 elektrische Ladung, (t die Masse des Kanalstrahl- 

 teilchens. Wenn dann die ganze elektrische Arbeit 

 in kinetische Energie des Teilchens transformiert 

 wird, so gilt 



£z/F= VsPV ] 

 oder „ In c yiv !■•••• (2) 



-y^j 



Indem die Kanalstrahlen nur Bruchteile des Ka- 

 thodenfalles frei durchlaufen, oder indem sie hinter 

 der Kathode Zusammenstöße erfahren, kommen hier 

 außer der maximalen Geschwindigkeit V noch beliebig- 

 kleinere Geschwindigkeiten vor. Demgemäß muß die 

 bewegte Linie X p nach Kot verbreitert erscheinen, 

 oder genauer, sie setzt sich entsprechend der Ge- 

 schwindigkeitsvariation aus einer Anzahl verschobener 

 Linien zusammen: 



a„ — A. pl — A n 



Vo 



c c 



Mit X p0 sei die nach Ultraviolett liegende Kante der 

 bewegten Linie bezeichnet. Berechnet man für sie 

 nach Gleichung (1) die zugehörige Geschwindigkeit 

 v , so muß deren Wert nahezu gleich sein der Ge- 

 schwindigkeit v , welche sich aus der Gleichung (2) 

 berechnet 1 ). 



Seine Arbeiten über die Lichtemission der Kanal- 

 strahlen eröffnet Herr Stark damit, daß er gemein- 

 sam mit W. Hermann untersucht, welche Arten von 

 Spektren der von Kanalstrahlen durchlaufene Gas- 

 raum emittiert. Hierbei ließen die Autoren die Kanal- 

 strahlen senkrecht zur Beobachtungsrichtung ver- 

 laufen; ein Dopplereffekt konnte also nicht auftreten. 

 Es wurden aufgenommen: im Stickstoff die Spektren 

 der ungeschichteten positiven Lichtsäule, der negativen 

 Glimmschicht und der Kanalstrahlen bei verschie- 

 denem Kathodenfall, im Wasserstoff die Spektren der 

 beiden letztgenannten Gebiete. Die negative Glimm- 

 schicht in Stickstoff sendet neben den „positiven" 

 auch „negative" Banden aus. Diese bekannte Tatsache 

 erklärt Herr Stark 2 ) durch die Hypothese, daß das 

 Auftreten der negativen Banden die Folge einer höher- 

 wertigen Ionisierung des Stickstoffatoms sei; da die 

 Kathodenstrahlen in der negativen Glimmschicht eine 

 größere Geschwindigkeit als in der positiven Licht- 

 säule besitzen, so können sie dort von einem neu- 

 tralen Atom mehr negative Elektronen abtrennen als 

 hier. Die Kanalstrahlen haben die gleiche kinetische 

 Energie wie die Kathodenstrahlen in der negativen 

 Glimmschicht; es ist daher von ihnen ebenfalls eine 

 mehrwertige Ionisierung und darum ebenfalls die 

 Emission der negativen Banden zu erwarten. Das 

 Spektrogramm bestätigt diese Erwartung. Es zeigt 

 ferner, daß das Licht der Kanalstrahlen in Stickstoff 



') J. Stark, Phys. Zeitschr. 6, 892—897, 1906. 

 *) Derselbe, Ann. d. Phys. (4) 16, 513, 1905. 



auch dessen Linienspektrum enthält, freilich in ge- 

 ringerer Intensität als die Bandenspektren. Außer- 

 dem zeigt das Spektrogramm der Kanalstrahlen in 

 Stickstoff die Linien des Wasserstoffs, die Haupt- 

 linien des Quecksilbers und zwei Aluminiumlinien. 

 Die bei Wasserstofffüllung gemachten Aufnahmen 

 zeigen, daß die Kanalstrahlen ebenso wie die Kathoden- 

 strahlen das Linienspektrum (H;. H y , Ha) und das 

 Bandenspektrum zur Emission bringen, aber jenes in 

 relativ größerer Intensität als dieses. Auch hier 

 treten die Quecksilberlinien und zwei Aluminiumlinien 

 auf, außerdem — weil in der betreffenden Röhre die 

 Aluminiumkathode ausnahmsweise auf einem Messing- 

 ring statt auf einem Aluminiumring montiert war — 

 drei Zinklinien. Bei beiden Füllungen ergab sich 

 die Intensität der Linienspektren gegenüber der der 

 Bandenspektren um so größer, je größer die Geschwin- 

 digkeit der Kanalstrahlen war. 



Zusammenfassend läßt sich sagen: Das Licht der 

 Kanalstrahlen in einem Gase liefert das Banden- 

 spektrum dieses Gases, welches durch schnelle Ka- 

 thodenstrahlen zur Emission gebracht wird; außerdem 

 gibt es das Linienspektrum des betreffenden Gases, 

 und zwar relativ desto intensiver, je größer die Ge- 

 schwindigkeit der Kanalstrahlen ist. Neben diesem 

 Linienspektrum des Füllgases treten im Spektrum der 

 Kanalstrahlen leicht die Linienspektren von Wasser- 

 stoff, Quecksilber und vom Kathodenmetall auf. 



Von verschiedenen Autoren ist festgestellt worden, 

 daß Stickstoff in der Nähe radioaktiver Substanzen sein 

 Bandenspektrum emittiert. Von dieser Erscheinung 

 gibt Herr Stark auf Grund der vorstehenden Unter- 

 suchung folgende Erklärung: 



Radioaktive Substanzen ionisieren das Gas in 

 ihrer Umgebung. Infolge der dadurch veranlaßteu 

 Wiedervereinigung muß darum das Gas an einer 

 radioaktiven Substanz sein Bandenspektrum emit- 

 tieren. Infolge ihrer starken Absorption wirken be- 

 sonders die «-Strahlen pro Volumeneinheit stark 

 ionisierend, sie stellen Kanalstrahlen von großer Ge- 

 schwindigkeit dar. Es muß also ein Gas in unmittel- 

 barer Nähe einer radioaktiven Substanz Licht aus- 

 senden, das hauptsächlich von den «-Strahlen erregt 

 wird. Nun haben die «-Strahlen gleiche Natur wie 

 die Kanalstrahlen. Es ist also nach der Analogie zu 

 folgern, einmal daß Luft oder Stickstoff an einer 

 radioaktiven Substanz unter dem Einfluß der «- 

 Strahlen das Bandenspektrum des negativen Poles 

 emittiert, zweitens daß das von den «-Strahlen durch- 

 laufene Gas auch noch das Linienspektrum der «- 

 Teilchen emittiert. 



Nach der vorstehenden vorbereitenden Unter- 

 suchung geht Herr Stark zum Studium des Doppler- 

 effekts an den Kanalstrahlen über. Als er nämlich 

 die Beobachtungsrichtung gegen die Richtung der 

 Kanalstrahlen neigte, als er diese insbesondere auf 

 den Spalt seines Spektrographen zulaufen ließ, fand 

 er die von ihm vorhergesagte Verschiebug der Spektral- 

 linien, den Dopplereffekt. Er benutzte diese Erschei- 

 nung zunächst in ausgedehnten Untersuchungen dazu, 



