Nr. 33. 1907. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



XXII. Jahrg. 423 



J. J. Thomson: Über Strahlen positiver Elek- 

 trizität. (Philosophical Magazine 1907, ser. 6, vol. 13, 

 p. 561—575.) 

 IÜe von Goldstein entdeckten und untersuchten 

 Kanalstrahlen, die in den Entladungsrohren hinter durch- 

 löcherten Kathoden auftreten, zeigten hei ihrer späteren 

 Untersuchung durch W. Wien in starken Magnetfeldern 

 eine Ablenkung, die entgegengesetzt derjenigen der 

 Kathodenstrahlen ist und beweist, daß die Strahlen eine 

 positive Elektrizitätsladung mit sich führen. (Rdsch. 189S, 

 XIII, 208; 1901, XVI, 497.) Die Messung ihrer Ablenkun- 

 gen im magnetischen und elektrischen Felde führte zur 

 Bestimmung der Werte von e/m (Ladung durch Masse) und 

 der Geschwindigkeit der Kanalstrahlen, und zwar wurde 

 e/m im Maximum gleich 10* gefunden, ganz so wie für 

 das Wasserstoffatom hei der Elektrolyse von Lösungen. 

 Da diese Strahlen für das Studium der Natur der positiven 

 Elektrizität Behr wertvoll zu werden versprachen, hat 

 Herr Thomson eine Reihe von Bestimmungen des 

 Wertes e/m für die positiven Strahlen unter wechseln- 

 den Bedingungen ausgeführt. 



Zum Auffinden der Strahlen bediente sich Verf. eines 

 fluoreszierenden Schirmes (auf einer Glasplatte mittels 

 Wasserglas fixierten Willemit-Pulvers), der am Ende der 

 Entladungsrohre angebracht war. Die Kathode der Röhre 

 war durchbohrt, und an die Öffnung war eine sehr feine 

 Röhre angelegt, durch die ein dünner Strahl nach dem 

 Schirm gelangen und dort einen kleinen, scharf begrenzten 

 Fleck erzeugen konnte. Bevor der Strahl den Schirm traf, 

 ging er zwischen zwei parallelen Aluminiumplatten hin- 

 durch, zwischen denen er einem elektrischen Felde oder 

 zwischen den Polen eines kräftigen Elektromagneten, wo 

 er einem Magnetfelde ausgesetzt werden konnte. Durch 

 passende Schirme war der Abschnitt der Entladungs- 

 röhre zwischen Anode und Kathode gegen die Wirkung 

 des magnetischen und elektrischen Feldes geschützt. 



In einem Dunkelzimmer wurde zunächst die Lage 

 und Größe des kleinen phosphoreszierenden Fleckes auf 

 dem Schirme umrissen, sodann die Felder hergestellt 

 und die veränderte Lage und Gestalt des Fleckes ab- 

 gezeichnet. War dies gelungen, was durch die Schärfe 

 und Helligkeit des Phosphoreszenzbildes sehr begünstigt 

 war, so wurden die Zeichnungen ans Licht gebracht und 

 ausgemessen. Die magnetische und elektrische Ablenkung 

 der Strahlen wurde an diesen Zeichnungen in näher an- 

 gegebener Weise bestimmt, und aus ihnen die Werte von 

 e/m und die Geschwindigkeit des Strahles berechnet. In 

 den Versuchen wurde die Entladung durch eine große 

 Induktionsspirale herbeigeführt, die in Luft einen Funken 

 von etwa 50 cm gab; der Abstand des Schirmes von der 

 Öffnung in der Kathode war 9 cm, die parallelen Platten 

 waren 3 cm lang und ihr Abstand 0,3 cm. 



Das Aussehen des Phosphoreszenzfleckes nach der Ab- 

 lenkung des Strahles im elektrischen und im magnetischen 

 Felde hängt zum großen Teil von dem Druck des Gases 

 ab. Bei dem verhältnismäßig hohen Druck von '/ 50 mm 

 und wenn die Röhre mit trockener, wasser- 

 stofffreier Luft gefüllt ist, nimmt der Fleck 

 unter Einwirkung der Felder die beistehende 

 Gestalt an , und zwar wenn das Magnetfeld 

 alleinwirkt, ist die Ablenkung durch die senk- 

 rechte Schattierung angegeben, unter der 

 elektrischen Einwirkung durch die horizon- 

 tale, und bei Einwirkung beider durch die 

 gekreuzte Schattierung. Der runde Phosphor- 

 eszenzfleck wird nach beiden Seiten seiner 

 ursprünglichen Lage in Bänder ausgezogen, 

 von denen das obere, ganz bedeutend hellere, 

 in der Richtung abgelenkt ist, die anzeigt, daß 

 die Phosphoreszenz durch positiv geladene Strahlen her- 

 vorgebracht ist; der untere, zwar sehr blasse, aber auf 

 dem Willemitschirm wahrnehmbare Teil ist so abgelenkt, 

 als wären die Strahlen Träger einer negativen Ladung. 

 Der obere Teil ist gleichmäßig hell, und die Geradheit 



seiner Ränder zeigt, daß die Geschwindigkeit des Strahles 

 annähernd konstant ist, während die Werte von e/m von 

 Null am nicht abgelenkten Teile bis annähernd 10* am 

 Gipfel des abgelenkten Streifens variieren. Dieser Wert 

 von e/m ist gleich dem eines geladenen Wasserstoffatoms 

 während die Stellen, wo die Werte von e/m =10 4 /I4 und 

 10 4 /16 sind und den Stickstoff- und Sauerstoffatomen als 

 Trägern entsprechen, keine besondere Helligkeit bei der 

 näheren Untersuchung zeigten. 



Die Möglichkeit, daß die Kanalstrahlen durch Spuren 

 von Wasserstoff erzeugt seien, wurde durch Umkehrung 

 des Stromes widerlegt; ebenso sind die Konstanz der Ge- 

 schwindigkeit der Strahlen, die durch die Beschaffenheit 

 der Ränder des Streifens erwiesen ist, und die Anwesen- 

 heit der negativen Strahlen unvereinbar mit einer Er- 

 klärung, wie sie Wien für das von ihm zuerst gesehene 

 kontinuierliche Band gegeben hat. Daß die negativ ge- 

 ladenen Strahlen, die den blassen leuchtenden Teil der 

 Fluoreszenz bilden, keine Kathodenstrahlen sind, dafür 

 spricht ihr Wert für e/m, der 10* beträgt, während er 

 bei den Kathodenstrahlen = 1,7 X 10 7 ist. 



Die Anwesenheit von negativ geladenen Strahlen 

 bildet für Herrn Thomson den Ausgangspunkt für 

 eine eigene Erklärung der kontinuierlichen Streifen; er 

 stellt sich vor, daß die den positiven Strahl bildenden 

 Partikel teilweise durch Anziehung negativer Korpuskeln 

 neutralisiert und nicht ablenkbar werden, daß aber die 

 neutralen Teilchen durch Kollision wieder zerfallen oder 

 durch Anziehung geladener Teilchen wieder geladen 

 werden ; so können die Strahlen an Stellen ihrer Bahn 

 unelektrisch, an anderen positiv und an wieder anderen 

 negativ elektrisch sein und die beobachteten Werte von 

 e/m erklären. 



Ähnliche Versuche wie in Luft- sind auch in Wasser- 

 stoff, Helium und Argon angestellt, bei denen sich für die 

 beiden ersten Gase außer den Trägern , deren e/m = 10' 

 ist, noch solche zeigten, deren e/m = 5 X 10 3 ist. 



In den Versuchen unter sehr niedrigen Drucken, die 

 anfangs wegen der Nichtleitung der hohen Vakua 

 Schwierigkeiten darboten, die erst durch die Anwendung 

 von Natrium-Kalium-Legierungen, oder von Calcium als 

 Kathoden beseitigt werden konnten, zeigte sich, gleich- 

 gültig welches Gas (H, He oder Luft) verwendet wurde, 

 ein Zerfallen des Phosphoreszenzbildes in zwei Flecke, 

 von denen der eine den höchsten Wert von e/m (10 1 etwa), 

 der andere e/m etwa = 5 X 10 3 gab , also den Wert der 

 «-Partikel der Wasserstoffmoleküle. Diesem Ergebnis legt 

 Herr Thomson einen besonderen Wert bei. Daß es 

 sich bei diesen niedrigen Drucken nicht um Beimengun- 

 gen handelt, die von den Elektroden oder den Röhren- 

 wänden sich entwickeln, widerlegt er durch direkte 

 Versuche. Die gefundenen Erscheinungen glaubt er am 

 besten deuten zu können durch die Annahme, daß in den 

 sehr intensiven elektrischen Feldern verschiedene Stoffe 

 positiv geladene Partikel abgeben, die unabhängig sind 

 von der Natur des Gases, aus dem sie entstehen. Diese 

 Partikel sind, soweit wir es jetzt wissen, zweierlei Art; 

 für die eine hat e/m den Wert 10 1 , den eines Wasser- 

 stoffatoms, für die andere Art hat e/m den halben Wert, 

 d. h. er ist gleich dem für die «-Partikel der radioaktiven 

 Substanzen. Die Übereinstimmung des maximalen Wertes 

 von e/m unter verschiedenen Drucken ist ein Beweis da- 

 für, daß er ein wahres Maximum ist. 



W. Lorch: EinigeBewegungs- und Schrumpfungs- 

 erscheinungen an den Achsen und Blättern 

 mehrerer Laubmoose als Folge des Ver. 

 lustes von Wasser. (Flora 1907, Bd. 97, S. 76 — 95.) 

 Es ist bekannt , daß sich die Stämmchen , genauer 

 Achsen zweiter Ordnung, verschiedener einheimischer 

 Neckera-, Leukodon- und IIomalia-Arten beim Austrocknen 

 spiralig einrollen. Die Einrollung tritt noch deutlicher 

 an den in wärmeren Gebieten vorkommenden Arten der 

 Gattung Leptodon auf. Um den Mechanismus der Be- 



