N. F. XX. Nr. 35 



Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



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wenn wir es erlebten, ein Wunder aber, das 

 keineswegs den physikalischen Gesetzen zuwider- 

 lauft. 



Ebenso wird z. B. niemand erwarten, daB ein 

 Buch, das hier ruhig Hegt, plotzlich an die Decke 

 fliegt, indem sich seine Warme in kinetische 

 Energie verwandelt. Und doch ist gerade das 

 Hochwerfen von Gegenstanden durch Umwand- 

 lung von Warme in kinetische Energie eine Er- 

 scheinung, die jede Hausfrau taglich beobachten 

 kann oder wenigstens konnte. 



Lassen wir schmutziges Wasser in einem Glase 

 st'ehen, so beobachten wir, daB die kleinen sus- 

 pendierten Schmutzteilchen allmahlich zu Boden 

 sinken, und das Wasser oben im Glase sich klart. 



Uber dem Boden bleibt indessen eine Wasser- 

 schicht von mehr oder minder groBer Dicke 

 schmutzig. Beobachten wir diese Schicht mit 

 einem guten Mikroskop, so sehen wir, daS sie 

 aus Teilchen besteht, welche, bald hier bald dort 

 sich vom Boden erheben und nach oben ge- 

 schleudert werden. Was bei dem groBen Buche 

 sehr unwahrscheinlich war, ist bei den sehr kleinen 

 diffundierten Schmutzpartikeln nicht mehr so arg 

 unwahrscheinlich. Bei der sehr groBen Anzahl 

 der vorhandenen Teilchen konnen wir daher solche 

 Falle schon in kurzer Zeit in grbBerer Menge be- 

 obachten. Smolucho'wski berechnete in einer 

 Emulsion mit bekannter KornchengroBe nach den 

 Regeln der Wahrscheinlichkeitsrechnung, wie viele 

 nach oben fliegende Teilchen zu erwarten sind, 

 und fand seine Erwartung bei der Beobachtung 

 bestatigt. 



Diese Erscheinung, die dem 2. Hauptsatz wider- 

 spricht, konnte dazu dienen ein Perpetuum mobile 

 zweiter Art zu bauen, das Arbeit leistet unter 

 Verbrauch von Warme aus der Umgebung. Wir 

 brauchen zu diesem Zwecke in der Fliissigkeit 

 nur kleine Ventile anzubringen, welche die auf- 

 steigenden Teilchen hindurchlassen , aber nicht 

 vvieder zuriicklassen. Allmahlich wiirde dann 

 durch Warmeverbrauch eine groBere Menge fester 

 Substanz gehoben und diese konnte z. B. zum 

 Treiben einer Uhr benutzt werden. Derartige 

 Ventile waren allerdings sehr zart, ihre Kon- 

 struktion ist aber nicht von vornherein unmog- 

 lich. Ahnliche Ventile konnten wir uns dann 

 auch in unsere Fenster einbauen, die schnelle 

 Molekiile hereinlassen, nicht aber langsame, und 

 wir hatten ohne jede Heizung wohlige Warme in 

 den Zimmern bei strengster Kalte draufien. 



Die Wirkung des Zufalls tritt uns nicht nur 

 bei der Warmebewegung der Molekiile entgegen, 

 sondern noch bei vielen anderen Erscheinungen 

 in der Physik, so z. B. in der Radioaktivitat. 



Wie Sie wissen gibt es eine groBe Reihe 

 radioaktiver Elemente, die mit groBer Geschwindig- 

 keit Heliumatome und Elektronen ausschleudern. 



Der Versuch zeigt, an groBerer Menge radi- 

 aktiver Substanzen ausgefiihrt, daB die Anzahl 

 der pro Sekunde ausgestofienen Heliumatome der 

 Anzahl der vorhandenen Atome proportional ist. 



Das Verhaltnis A dieser beiden Zahlen ist fur 

 ein gegebenes Element konstant. 



Auf diese Tatsache griindete Rutherfort 

 die Zerfalltheorie radioaktiver Substanzen. Er 

 nimmt an, daB die Heliumatome und Elektronen 

 im Atomkerne desselben in fortgesetzter Bewegung 

 sind. Durch diese Bewegung andert sich fortge- 

 setzt die Gesamtkonstellation der Atomteile und 

 es wird, wenn auch auBerst selten vorkommen, 

 daB ein Heliumatom oder Elektron in ein labiles 

 Gleichgewicht gerat. 



Dann wird es je nach Zufall im Verbande des 

 Atomes bleiben oder fortgeschleudert werden. Im 

 letzteren Falle zerfallt das Atom in ein Helium- 

 atom resp. Elektron und dem Restatom, dem 

 Folgeprodukt des Zerfalls, das ganz andere che- 

 mische Eigenschaften besitzt als die Muttersub- 

 stanz. Die Zufalligkeit des Zerfalls bringt es mit 

 sich, daB einige Atome schon sehr bald zerfallen, 

 also eine sehr kurze Lebensdauer haben, andere 

 aber eine sehr lange Lebensdauer. Hat man aber 

 eine sehr groBe Anzahl von Atomen, wie es z. B. 

 in einem Milligramm Substanz der Fall ist, so 

 kann man von einer mittleren Lebensdauer reden. 

 Wendet man nun auf den Zerfall die Wahrschein- 

 lichkeitsrechnung an, so ergibt sich, daB die 

 mittlere Lebensdauer der reziproke Wert der obigen 

 Konstanten A. ist, und daB tatsachlich das Ver- 

 haltnis A bei groBer Atomzahl eine Konstante 

 sein muB. A selbst ist die Wahrscheinlichkeit da- 

 fur, daB irgendein Atom in einer bestimmten 

 Sekunde zerfallt. 



Habe ich aber nur eine geringe Anzahl von 

 Atomen, so kann die im einzelnen Experiment 

 beobachtete Zerfallkonstante nicht mehr mit dieser 

 Wahrscheinlichkeit genau iibereinstimmen, sondern 

 muB um diesen Wert herum schwanken. 



Geringe Mengen radioaktiver Substanzen sind 

 leicht z. B. als radioaktiver Niederschlag herzu- 

 stellen, man kann sie natiirlich weder sehen noch 

 wagen, sondern nur durch ihre radioaktive Wirkung 

 wahrnehmen. Die ausgeschleuderten Heliumatome 

 kann man aber einzeln zahlen. Wenn man sie 

 namlich gegen einen Diamanten fliegen laBt, ruft 

 jedes aufprallende Atom ein Aufblitzen hervor. 



Rutherfort und Geiger einerseits, Regener 

 andererseits haben nun gezahlt, wie viel Helium- 

 atome z. B. pro Minute von einer Substanz aus- 

 geschleudert wurden. Sie fanden hierbei durchaus 

 keinen konstanten Wert, sondern erhebliche 

 Schwankungen um denjenigen Wert als Mittel- 

 wert, der sich aus der beobachteten Zerfallkon- 

 stante groBerer Substanzmengen ergibt. 



Bortkiewicz hat ihr Zahlenmaterial wahr- 

 scheinlichkeitstheoretisch in alien Einzelheiten 

 untersucht und gefunden, daB die beobachteten 

 Schwankungen der Theorie entsprechen, die an- 

 nimmt, daB der Zerfall eines einzelnen Atomes 

 ein rein zufalliger ist. Diese Annahme erscheint 

 also zulassig. 



Die moderne Physik kennt noch eine ganze 

 Reihe von Gesetzen, deren statistischer Charakter 



