Naturwissenschaftliche Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem Gesamtgehiete der Naturwissenschaften. 



XXII. Jahrg. 



26. September 1907. 



Nr. 39. 



Über die Masse der a- Partikel radioaktiver 



Substanzen. 



Von Dr. H. Greinsicher (Zürich). 



(Schluß.) 



Was die Kenntnis der Ladung e betrifft, so haben 

 wir eine direkte Bestimmung derselben J. J. Tb omson 

 und Wilson zu verdanken. Es ist vielleicht nicht 

 ohne Interesse, hier in Kürze die endgültig von 

 Wilson verwendete Methode kennen zu lernen. Es 

 wird dabei die Tatsache benutzt, daß Wasserdampf 

 sich besonders leicht bei Anwesenheit von Ionen zu 

 Nebel kondensiert. 



Durch rasche Expansion eines Gemisches von 

 Luft und Wasserdampf wird Übersättigung herbei- 

 geführt, und der Dampf schlägt sich um die Ionen 

 nieder. Dabei tritt der bemerkenswerte Umstand 

 ein, daß bei genügend kleiner Expansion nur die 

 negativen Ionen als Ansatzkerne dienen. Da somit 

 der Nebel elektrisch geladen ist, läßt sich die Ge- 

 schwindigkeit, mit der er zu Boden sinkt, durch ein 

 elektrisches Feld beeinflussen. Man erzeugt zu 

 diesem Zwecke den Nebel zwischen zwei Kondensator- 

 platten, an die man verschiedene Potentialdifferenzen 

 anlegt. Aus der Beobachtung der betreffenden Fall- 

 geschwindigkeiten läßt sich dann die Ladung e eines 

 einzelnen Nebeltröpfchens bestimmen. 



Als Grundlage der Bestimmung gilt das Gesetz 



von S tokos über die Fallgeschwindigkeit kleiner 



Nebeltröpfchen. Danach ist diese Geschwindigkeit 



2a ! j 



10 = -, 



3 (l 



wo a den Radius des Tröpfcheas, <j die Beschleunigung 



der Schwere und fi den Reibungskoeffizienten der Luft 



bedeuten. Besteht ein elektrisches Feld, so hat man an 



Stelle von g eine andere Beschleunigung einzusetzen. 



Es ist die Kraft, die auf ein Nebelteilchen mit 



der Ionenladung e wirkt, gleich seinem Gewicht 



4/3 na^g vermindert um -Fe, wenn das elektrische 



Feld nach oben gerichtet ist. Da die Beschleunigung 



, . . Kraft " ■ , Fe 



gleich — , so ist g =o — — — -. 



8 Masse " * 4/3 na* 



Somit haben wir nach dem Stokesschen Gesetz 



— _?_ °lL( _ Fe \ 

 01 ~ 3 ,u V 4/3 77 a 3 / 



Zwei Beobachtungen der Fallgeschwindigkeit co 

 des Nebels bei zwei verschiedenen Feldstärken ge- 

 nügen nun, um die beiden Unbekannten e und a zu 

 berechnen. 



Wilson erhielt nach dieser Methode den Wert 

 e = 3,1 . 10~ 10 e.s. Es ergab sich e unabhängig 

 davon, ob die Ionen durch Röntgen-, Kathoden-, 

 Radiumstrahlen oder ultraviolettes Licht erzeugt 

 waren, ein weiterer Beweis dafür, daß e eine all- 

 gemeine Bedeutung besitzt. 



Neuere Bestimmungen von e/m. Inho- 

 mogenität der «-Strahlen. Das Resultat nuD, 

 daß die «-Partikel von der Größenordnung der 

 Wasserstoffatome sind, ist auf Grund dieser An- 

 schauung vom Elementarquantum der Elektrizität 

 gewonnen. Immerhin konnte man bei der Unsicher- 

 heit des Wertes von e/m eine genauere Angabe über 

 die Größe der «-Teilchen noch nicht machen. War 

 doch bei den älteren Versuchen nicht berücksichtigt, 

 daß die «-Strahlen des Radiums inhomogen sind. Die 

 Zerfallsprodukte, mit denen das Radium vermischt 

 ist, senden «-Partikel verschiedener Geschwindigkeit 

 aus. Dieses Resultat ist 1904 von Bragg und 

 Kleeman gefunden. Auch hat Rutherford gezeigt, 

 daß die «-Partikel beim Durchgang durch Materie an 

 Geschwindigkeit einbüßen. Man wird also, selbst 

 wenn man einen einheitlichen radioaktiven Körper, 

 z. B. Radium-C allein hat, im allgemeinen inhomogene 

 Strahlen bekommen. Ist die Substanz nicht sehr 

 dünn ausgebreitet, dann treten die aus der Tiefe 

 kommenden Strahlen mit kleinerer Geschwindigkeit 

 aus der Oberfläche aus. Man wird also auf diese 

 Weise immer nur einen mittleren Wert für e/m 

 und v bekommen. 



e/m für ein homogenes Strahlenbündel. 

 Rutherford hat zum ersten Male diesen Umstand 

 berücksichtigt und hat als Strahlenquelle eine un- 

 endlich dünne Schicht Radium C, die sich auf einem 

 Draht befand, verwendet. Diese dünne Schicht wurde 

 dadurch erhalten, daß man einen Draht, der auf 

 negativer Spannung gehalten wurde, der Radium- 

 emanation aussetzte. Nachdem sich genügend indu- 

 zierte Aktivität niedergeschlagen hatte, wurde der 

 Draht während V* Stunde sich selbst überlassen. Da 

 das Radium A schnell zerfällt und Radium B keine 

 «-Strahlen aussendet, so bestand der Überzug nach 

 dieser Zeit praktisch nur noch aus dem wirksamen 

 Radium C. Das sich bildende Radium D kam eben- 

 falls nicht in Betracht, da dieses strahlenlos ist und 

 nur äußerst langsam zerfällt. Der so aktivierte 

 Draht wurde in einen keilförmigen Einschnitt eines 

 Metallklotzes gelegt. In einiger Entfernung darüber 



