Nr. 9. 1907. 



Naturwissenschaftliche Runds oh au. 



XXII. Jahrg. 107 



den Dopplereffekt zum Nachweis der Reflexion und 

 Zerstreuung der Kanalstrahlen angewendet. 



Eine Verbreiterung der Linien durch Reflexion 

 von Wasserstoffstrahlen an Glas und durch Zer- 

 streuung in Gasen haben W. Hermann und S. Ki- 

 noshita beobachtet '). In dem Falle, daß die Kanal- 

 strahlen auf den Beobachter zuliefen, ergab sich bei 

 Wasserstotlfüllung ein Spiegelbild des Dopplereffekts 

 von der Ruhelinie nach Rot hin. Dieses Spiegelbild 

 zeigt verkürzten Maßstab: zunächst folgt der Ruhe- 

 linie wieder ein Intensitätsminimum, das aber nicht 

 ganz so breit ist und nicht so tief sinkt, dann folgt 

 ein Streifen, der gegenüber dem der anderen Seite 

 nur geringe sichtbare Breite und Intensität besitzt. 

 Der nach Rot zu auftretende Effekt rührt zweifellos 

 von der Reflexion der Kanalstrahlen am Ende der 

 Röhre her. Die Reflexion an Molekülen innerhalb 

 des Gasraumes kann nur geringen Anteil daran haben. 



Das von Wasserstoffstrahlen in Wasserstoff er- 

 zeugte Linienbild zeigt deutliche Intensitätsminiina 

 und -maxima. War die Röhre mit Stickstoff gefüllt, 

 so verflachen diese Kontraste, und bei Kohlensäure- 

 füllung sind sie nicht mehr erkennbar. Außerdem 

 nimmt in gleicher Reihenfolge der größte Betrag der 

 Abweichung ab, die der Dopplereffekt gegenüber der 

 Ruhelinie besitzt. Diese Erscheinung erklärt sich aus 

 der Zerstreuung der Kanalstrahlen im Gasinnern. Der 

 Einfluß dieser Zerstreuung muß mit der Dichte des Gases 

 zunehmen, wie dies auch die Beobachtungen ergeben. 



Wie schon erwähnt, emittiert der von den Kanal- 

 strahlen durchlaufene Gasraum neben dem Linien- 

 auch das Bandenspektrum. Die beiden Spektren haben 

 nicht denselben Träger. Herr Stark stellt folgende 

 Hypothese über den Ursprung des Banden Spektrums 

 auf: Der Träger des Bandenspektrums eines Elements 

 ist das in der Rückbildung zum neutralen Atom be- 

 griffene System positives Restatom — negatives Elek- 

 tron. Die nach außen wirksame elektrische Ladung 

 dieses Systems ist Null. Die Energie, welche im 

 Bandenspektrum ausgestrahlt wird, stammt von der 

 potentiellen Energie, welche bei der Reaktion zwischen 

 positivem Restatom und negativem Elektron frei wird. 

 Das System: positives Restatom — negatives Elektron 

 durchläuft bei seiner Rückbildung zum neutralen 

 Atom zeitlich nach einander verschiedene Phasen; 

 diesen verschiedenen Phasen der Reaktion entsprechen 

 verschiedene Teile des Bandenspektrums. Sämtliche 

 mögliche Phasen durchläuft die Reaktion und die sie 

 begleitende Emission des Bandenspektrums dann, 

 wenn ein freies Atomion mit einem freien Elektron 

 zur Wiedervereinigung zusammentritt. Nur die letzten 

 Phasen werden dann durchlaufen, wenn die Trennung 

 zwischen dem positiven Restatom und einem negativen 

 Elektron nicht vollständig war, sondern nur bis zu 

 einer mittleren Phase führte, mit welcher nach Auf- 

 hören der dissoziierenden Einwirkung von außen die 

 Wiedervereinigung beginnt. 



') W. Hermann u. S. Kinoshita, Spektroskopische 

 Beobachtungen über die Reflexion und Zerstreuung von 

 Kanalstrahlen. Phys. Zeitschr. 7, 564—567, 1906. 



Daß die Träger des Bandenspektrums bei Stick- 

 stoff und Wasserstoff keine elektrische Ladung be- 

 sitzen , folgt aus nachstehender Beobachtung. In der 

 ersten Kathodenschicht des Glimmstromes kommt, 

 wie die spektrographische und spektroskopische Beob- 

 achtung lehrt, neben dem Linienspektrum das Banden- 

 spektrum zur Emission. Hätten nun die Träger des 

 Bandenspektrums positive Ladung, so würden sie von 

 dem starken elektrischen Felde in der ersten Kathoden- 

 schicht nach der Kathode zu beschleunigt werden; 

 sie müßten zum Teil durch die Kanäle der Kathode 

 als Kanalstrahlen treten, und die von ihnen emittierten 

 Bandeulinien müßten darum hinter der Kathode eine 

 Verschiebung gemäß dem Dopplereffekt zeigen. Die 

 Bandenliuien zeigen aber hinter der Kathode den 

 Dopplereffekt nicht, sind also ruhenden Trägern zu- 

 zueignen, deren Emission erst hinter der Kathode 

 durch die Kanalstrahlen (positiven Atomionen) an- 

 geregt wird. Eine positive Ladung können also die 

 Träger des Bandenspektrums in der ersten Kathoden- 

 schicht nicht besitzen. Sie besitzen aber auch keine 

 negative Ladung. Sonst müßten nämlich die Träger 

 des Bandenspektrums aus der ersten Kathodenschicht 

 heraus von der Kathode fort in den Dunkelraum ge- 

 trieben werden. Es dürfte also einerseits der Duukel- 

 raum nicht so lichtarm erscheinen, andererseits müßte 

 an den Bandenlinien vor der Kathode eine Verschie- 

 bung gemäß dem Dopplerprinzip auftreten. Beides 

 ist nicht der Fall. 



Auf Grund der Verschiedenheit ihrer Entstehung 

 zeigen Linien- und Bandenspektrum desselben Ele- 

 ments fundamentale Unterschiede. Die Emission 

 einer Linie des Linienspektrums — einer Serienlinie 

 — wird durch die Translation ihres zuhörigen Atom- 

 ions angeregt; ihre Intensität wächst rasch mit dem 

 Quadrat der Translationsgeschwindigkeit; die in ihr 

 ausgestrahlte Energie kommt von der kinetischen 

 Energie des bewegten Atomions; mit dieser kann also 

 die Strahlungsintensität einer Serienlinie des einzelnen 

 Trägers beliebig variiert werden. 



Die Energie einer Bandenlinie ist ein Teil der 

 potentiellen Energie, die beim Übergange zwischen 

 zwei Phasen der Reaktion zwischen positivem Rest- 

 atom und negativem Elektron frei wird. Wie diese 

 hat auch sie einen bestimmten Wert. Die Intensität 

 einer Bandenlinie, gerechnet für den einzelnen Träger, 

 ist darum keiner Variation fähig. 



Dieser Unterschied zeigt sich in der Art der Ver- 

 breiterung der beiden LiniengattuQgen. Steigerung 

 des Druckes und der Temperatur verbreitert im all- 

 gemeinen Serien- wie Bandenlinien. Hierbei nimmt 

 die Intensität in der Verbreiterung bei der Serien- 

 linie weniger schnell zu als die Intensität der un- 

 veränderten Wellenlänge; in dieser ist also ein Inten- 

 sitätsmaximum vorhanden. Bei der Bandenlinie ist 

 indessen die Zunahme der Intensität in der Ver- 

 breiterung nicht mit einer Zunahme der Intensität in 

 der unveränderten Wellenlänge verbunden, der Inten- 

 sitätsunterschied zwischen ihnen ist geringer als bei 

 den Serienlinien. 



