Naturwissenschaftliche Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem (resamtgebiete der Naturwissenschaften. 



XXII. Jahrg. 



7. März 1907. 



Nr. 10. 



Träger und Ursprung des Linien- und Banden- 

 spektrunis der Elemente nach den Unter- 

 suchungen von J. Stark. 



(Schluß.) 

 Nachdem Herr Stark die Träger der Spektra 

 festgestellt hatte, konnte er zur Untersuchung der 

 Frage übergehen, aus welchem Vorgange die im 

 Bandenspektrum emittierte Energie gewon- 

 nen wird, und welche Quellen die Energie der 

 ruhenden Intensität und diejenige der be- 

 wegten Intensität des Linienspektrums lie- 

 fern. Ferner war zu fragen, in welcher Weise 

 die spektrale Verteilung der bewegten Inten- 

 sität von der Geschwindigkeit der Kanal- 

 strahlen abhängt. 



Die Intensität des Linienspektrums in der nega- 

 tiven Glimmschicht ist bei niedriger Temperatur nur 

 ruhend; es ist hier kein Dopplereffekt nachweisbar. 

 Die ruhenden Linien des Kanalstrahlenraumes zeigen 

 das gleiche Aussehen wie die entsprechenden Linien 

 der negativen Glimmschicht. In dieser werden neu- 

 trale Gasatome durch den Stoß von Kathodenstrahlen, 

 in jenem durch den von Kanalstrahlen ionisiert. In- 

 folge der kleiuen Masse der Kathodenstrahlen bleibt 

 in jenem Falle das neu entstehende positive Ion in 

 Ruhe, in diesem Falle mag entweder das neu ent- 

 stehende Ion oder das stoßende Kanalstrahlion in 

 Ruhe bleiben. Beiden Fällen ist gemeinsam, daß un- 

 mittelbar nach dem Zusammenstoß ein ruhendes posi- 

 tives Atomiou vorhanden ist. Es ist zu vermuten, 

 daß dieses Atomion durch den Stoß eine Deformation 

 erfahren und Energie aufgenommen hat. Diese strahlt 

 es dann nach dem Stoß rasch wieder aus, während 

 ea in Ruhe bleibt. Man kann also vermuten, daß 

 der Ursprung der ruhenden Intensität des Linien- 

 spektrums die Deformation eines positiven Atomions 

 durch Stoß ist. Danach wird die ruhende Intensität 

 des Linienspektrums proportional der Zahl der Zu- 

 sammenstöße und somit auch proportional der Inten- 

 sität des Bandenspektrums sein. Versuche bestätigen 

 diese Beziehung, die nur bei niedriger Temperatur gilt. 

 Die Lichtemission der Kanalstrahlen hat ihre 

 Quelle in einer Abnahme der kinetischen Energie der 

 Kanalstrahlen. Die maximale Geschwindigkeit der 

 Kanalstrahlen ist kleiner als die aus dem Kathoden- 

 fall berechnete und wird ferner um so kleiner, je 

 weiter sich die Kanalstrahlen von der Kathode ent- 

 fernen. 



Versuche von A. S. King 1 ) haben die Erwartung 

 bestätigt, daß allein durch Temjjeraturerhöhung 

 Metalldämpfe zur Emission ihres Linienspektrums 

 veranlaßt werden können. Temperaturerhöhung be- 

 deutet nach der kinetischen Gastheorie Vergrößerung 

 der Translationsgeschwindigkeiten der Gasteilchen ; 

 die Temperatur ist proportional dem Quadrat der 

 mittleren Geschwindigkeit zu setzen. 



Der rein thermischen Emission oder Temperatur- 

 Strahlung des Linienspektrums und seiner Emission 

 durch Kanalstrahlen ist gemeinsam, daß die Träger 

 eines Linienspektrums, die positiven Atomionen, in 

 einer Translation durch ein materielles Medium be- 

 griffensind und gleichzeitig elektromagnetische Eigen- 

 schwingungen emittieren. Die Temperatur im ersten 

 Falle tritt in Analogie zum Quadrat der Geschwindig- 

 keit der Kanalstrahlen im zweiten. 



Die Lichtemission der Kanalstrahlen ist nicht 

 eine thermische oder „reguläre" Strahlung, sondern 

 ein Fall von Lumineszenz. Bei der thermischen 

 Strahlung bewegen sich die Strahlungsträger nach 

 allen möglichen Richtungen, bei den Kanalstrahlen 

 nur in einer Richtung. In jenem Falle verteilt sich 

 die Zahl der Träger auf alle Werte der Geschwindig- 

 keit von bis zu sehr großen Werten gemäß dem 

 Maxwell-Boltzmannschen Verteilungsgesetz. In 

 diesem Falle verteilt sich die Zahl der Träger auf 

 die Geschwindigkeiten von bis zu der maximalen 

 durch den Kathodenfall gegebenen Geschwindigkeit 

 nach einem anderen Gesetz. Es ist darum zwischen 

 den Gesetzen der zwei Fälle von Lichtemission zwar 

 Analogie, aber nicht Identität zu erwarten. Die 

 Emission der ruhenden Intensität ist ebenfalls eine 

 Art Lumineszenz, doch ist zwischen ihr und der 

 Emission der bewegten Intensität ein Parallelismus 

 wie zwischen dieser und der thermischen Emission 

 nicht zu erwarten. Tatsächlich zeigen dies die ge- 

 fundenen Werte. Sie lehren, daß die bewegte Inten- 

 sität nicht wie die ruhende mit der Zahl der Zu- 

 sammenstöße bei sinkendem Gasdruck abnimmt. 

 Vielmehr scheint die bewegte Intensität lediglich durch 

 die Größe der Translationsgeschwindigkeit bestimmt 

 zu sein; sie nimmt rasch mit dieser zu. Daher ist 

 zu vermuten, daß die Energie der bewegten Inten- 

 sität nicht durch Zusammenstoß in den Strahlungs- 

 träger übertragen wird, sondern daß sie während der 



') A. S. King, Ann. d. Phys. (4) 16, 360, 1905. 



