Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



Neue Folge 16. Band; 

 der ganzen Reihe -12, Band. 



Sonntag, den 16. September 1917. 



Nummer 37 



Uber den Kathodenstrahldurchgang durch Materie. 



[Nachilruck verboten.] 



Von A. Becker. 

 Mil 3 Abbildungen und 3 Kurven. 



Seitdem wir in den Kathodenstrahlen die Ele- 

 mentarquanten der negativen Elektrizitat erkannt 

 und diese zusammen mil noch nicht riaher be- 

 kannten elementaren positiven Kraftzentren als die 

 Bausteine der Atome der Materie aufzufassen ge- 

 lernt haben, ist die quantitative Erforschung der 

 Gesetze des Kathodenstrahldurchgangs durch 

 die Materie fur die Kenntnis der Atomkonstitution 

 und des im elektromagnetischen Felde des Atoms 

 vor sich gehenden Energieumsatzes von hochster 

 Bedeutung geworden. 



Grundlegend in dieser Hinsicht sind die ersten 

 Untersuchungen Lenard's, 1 ) welche insbesondere 

 die Erscheinungen der Absorption, der Diffusion, 

 der Sekundarstrahlbildung und der Auslosung 

 chemischer Prozesse im durchstrahlten Medium auf- 

 gedeckt und auch teilweise weitgehend quantitativ 

 festgelegt haben, wahrend speziell dieProbleme des 

 Energieumsatzes durch die Entdeckung Rontgen's 2 ) 

 uber die Erregung unperiodischer Atherstrahlung 

 und durch die von Lenard 3 ) an sehr langsamen, 

 von Leithauser*) an schnelleren Kathoden- 

 strahlen zuerst gemachte Beobachtung der Ge- 

 schwindigkeitsverringerung der Strahlung in Materie 

 eine wichtige Erweiterung erfuhren. 



Den spateren Untersuchungen blieb hiernacli 

 als Hauptaufgabe die weitere Vertiefung der 

 quantitativen Erkenntnis des Erscheinungs- 

 komplexes. Bedeutungsvoll war fur sie insbesondere 

 noch die Entscheidung der Frage nach der Ab- 

 hangigkeit der Erscheinungen von der Strahlge- 

 schwindigkeit und der Natur der durchstrahlten Sub- 

 stanz. Wegen der genannten grofien Mannigfaltig- 

 keit der Vorgange beschrankte sich die Mehrzahl 

 der bisherigen Untersuchungen naturgemaB auf 

 die Ergriindung der Einzelerscheinungen. Fiir die 

 Bewertung der Ergebnisse und die Orientierung 

 der weiteren Forschung ist aber die zusammen- 

 fassende Betrachtung unerlafilich auch dann, 

 wenn das durch sie gegebene Bild noch verbesse- 

 rungsbediirftig sein wiirde. Bei der Schwierigkeit, 

 welcher gegenwartig noch der Versuch der rein 

 theoretischenBeschreibung der Vorgange begegnet, 

 werden hierbei auch rein empirisch gewonnene 

 quantitative Beziehungen solange fiirdenUberblick 

 von Bedeutung sein, als sie die direkte Erfahrung 

 mit der ihr selbst zukommenden Genauigkeit ein- 



') P. Lenard, Wied. Ann. 51, 52, 1894; 56, 1895; 

 63, 1897; 64, 65, 1898; Ann. d. Phys. 12, 1903; 15, 1904. 



2 ) W. C. Rontgen, Wied. Ann. 64, 1895. 



3 ) P. Lenard, Ann. d. Phys. 12, p. 727, 1903. 



4 ) G. E. Leithauser, Sitzgsber. d. Akad. d. Wiss. 

 Berlin 1902; Diss. Berlin 1903; Ann. d. Pbys. 15, 1904. 



wandfrei darstellen und noch nicht durch eine voll- 

 begriindete theoretische Gleichung ersetzbar sind. 

 Es sollen in dieser Richtung im folgenden die 

 drei Erscheinungsgebiete der Geschwindigkeits- 

 verringerung, der Absorption und der Sekundar- 

 strahlerzeugung, soweit es die gegenwartige Kennt- 

 nis ermoglicht , zusammenfassender Betrachtung 

 unterworfen werden. 



I. Gesch wi ndigkei tsverlust. 



Von allenKathodenstrahluntersuchungen durften 

 die direkten Geschwindigkeitsmessungen am 

 wenigsten durch schwer oder nicht eliminierbare 

 Begleiterscheinungen beeinflufit sein und daher am 

 ehesten ein ungetriibtes Bild des reinen Einzel- 

 vorgangs geben. Wir stiitzen uns im folgenden 

 deshalb vornehmlich auf die Ergebnisse derjenigen 

 Untersuchungen, welche den Geschwindigkeits- 

 verlust der Strahlen beim Durchgang durch Materie 

 direkten Geschwindigkeitsmessungen entnehmen. 



Die Versuchsweise, die bisher iiberwiegend auf 

 den Strahldurchgang durch Metalle angewandt 

 worden ist, besteht darin, dafi man den Geschwin- 

 digkeitsverlust aus der Anderung der magnetischen 

 Ablenkbarkeit des durch scharfe Blenden abge- 

 grenzten Strahls bestimmt. Es ist hierzu entweder 

 gleichzeitig oder nacheinander die Ablenkung eines 

 direkten und eines eine Metallfolie bekannter Dicke 

 durchsetzenden Strahlenbiindels in einem konstant 

 bleibenden Magnetfeld zu fixieren. Ist z c die 

 Seitenablenkung auf einer Wegstrecke x = 1 im 

 Magnetfeld ), v die urspriingliche Strahlenge- 



schwindigkeit und -'- das Verhaltnis von Ladung 



und Masse der Strahlteilchen bei dieser Geschwin- 

 digkeit , gemessen im elektromagnetischen MaS, 



so findet sich 



i 



= 11 /dx ftdx, 

 z n m fj d 



und die Anderung dieser Geschwindigkeit nach 

 Durchsetzen einer bestimmten Metalldicke wird, 

 sofern sie bei den Messungen sehr klein bleibt, durch 



Jv = - -v gegeben, wenn zlz die beobach- 



z o 

 tete Anderung der Seitenablenkung ist. 



Der Veranschaulichung mogen einige Repro- 

 duktionen photographischer Aufnahmen des Verfs. 

 dienen. Die Fig. I zeigt einen sich im kraftefreien 

 Raum geradlinig fortpflanzenden Kathodenstrahl, 

 dessen Geschwindigkeit etwa I,2><IO 10 cm/sec 

 war. Die Fig. 2 zeigt einen unbeeinflufiten und 

 je einen in einem Magnetfeld verschiedener Rich- 



