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Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



N. F. XVI. Nr. 50 



Salzsauregasfiillung : H+, H 2 +, C1+ und Cl~ ; bei 

 Heliumgasfullung: He+ und He++. Ein Kanal- 

 strahlbiindel besteht, so laBt sich zusammenfassend 

 sagen, aus einem Gemisch von Teilchen mit ver- 

 schiedenen Massen , verschiedener Anzahl der 

 elektrischen Ladungen und verschiedener Ge- 

 schwindigkeit. 



Kanalstrahlen haben in Luft eine goldgelbe 

 Farbe; in Wasserstoff bilden sie ein rosarotes 

 Sirahlenbiindel. Wie Goldstein fand, stimmt 

 das Spektrum des Kanalstrahlenlichts im wesent- 

 lichen mit dem des verwendeten Gases iiberein. 

 Die Emission des Lichtes erfolgt durch zahlreiche 

 ZusammenstoBe der Kanalstrahlenteilchen mit 

 ruhenden Gasmolekiilen. 1st dies richtig, so kann 

 ein Kanalstrahlenbiindel bei sehr niedngem Gas- 

 druck auf seinem Wege der geringen Zahl der 

 ZusammenstoBehalberkeinemerkhcheLichtemission 

 mehr hervoibringen, wiedies auch von Dechend 

 und Hammer sowie Koenigsberger und 

 Kutschewski beobachteten. Wird das Kanal- 

 strahlenlicht von schnell bewegten lonen emittiert, 

 so niiissen die von ihnen au^gesandien Spektral- 

 linien eine Veranderung gegen die sonst erzeugten 

 Linien des betreffenden Gases aufweisen. Dtnn 

 die raschen Kanalstrahlenteilrhen stellen eine 

 schnell bewegte Lichtquelle dar und eine solche 

 muB den sogenannten Doppler-Effekt zeigen. Das 

 heifit: beobachtet man einen leuchtenden Kanal- 

 strahl mit dem Spektroskop von vorn, sodafi die 

 Kanalstrahlen auf den Spektroskop^palt zueilt n, so 

 zeigt sich neben jeder normalen ruhenden Spektral- 

 linie eine zweite oder genauer ein ziemlich breiter 

 Streifen, welcher nach violett verschoben ist; 

 visiert man den Kanalstrahl von hinten an, so 

 mtissen die Spektrallinien der bewegten Kanal- 

 strahlenteilchen nach dem roten Ende des Spek- 

 trums bin verschoben sein. Bei Beobachiung 

 senkrecht zum Kanalstrahl darf nach Doppler's 

 Prinzip keine verschobene Linie vorhanden sein. 



Diese Folgerung hat Johannes Stark be- 

 reits im Jahre 1902 in seinem Buche: Die Elek- 

 trizitat in Gasen S. 457 (J. A. Barth-Leipzig) 

 gezogen und hat dann auch im Jahre 1905 das 

 vorausgesagte Verhalten der Spektrallinien ex- 

 perimeniell bestatigt. Die Entdeckung des Doppler- 

 Effekts an den KanaLtrahlen durch J. Stark, 8 ) 

 einem der erlolgreichsten Experimentalphysiker, 

 ist eine glanzende Bestatigung fiir unsere An- 

 schauung vom Wesen der Kanalstrahlen. 



DaB beim Stark- Doppler-Effekt statt einer 

 einzigen scharfen verschobenen Spektrallinie ein 

 breiter Streifen erscheint, erklart sich leicht aus 

 dem Vorkommen einer kontinuierlichen Reihe 

 von Kanalstrahlengeschwindigkeiten (Stark). Aus 

 der GroBe der Spektrallinienverschiebung laBt sich 

 unmittelbar die Geschwindigkeit des leuchtenden 

 Kanalsirahlenteilchens berechnen. Auffallig ist die 

 Erscheinung, daBindemKanaKtrahlenspektrogramm 

 neben den bewegien Spektralstreifen auch noeh 

 die ruhenden Linien auftreten. Nach Stark 

 werden diese von solchen Atomen emittiert, die 



sich nicht im Kanalstrahlenbiindel mitbewegen, 

 die aber infolge des StoBes der Kanalstrahlen zum 

 Leuchten kommen, ohne dabei eine merkliche 

 Geschwindigkeit zu erhalten. Folgende Beobach- 

 tungen zeigen dies unmittelbar: bringt man in 

 den Entladungsraum E Wasserstoff und laBt im 

 Beobachtungsraum B die Wasserstoffkanalstrahlen 

 in einer Sauerstoff- oder Stickstoffatmosphare ver- 

 laufen, so findet man imSpektrogramm verschobene 

 Wasserstofflmien und nur ruhende Linien von 

 Sauerstoff oder Stickstoff. 



Von groBer Bedeutung ist die Erforschung 

 des Kanalstrahlenlichtes durch J. Stark fiir die 

 grundlegenden Probleme der Spektralanalyse ge- 

 worden. Bekanntlich liefern die chemischen Ele- 

 mente, je nachdem sie zum Leuchten erregt werden 

 in der Bunsenflamme, im elektrischen Lichtbogen 

 und FunkenJ, recht verschiedene Spektra, und 

 Norman Lockyer") stel'te z. B. die kiihne 

 Behauptung auf, daB beim Ubergang von einem 

 Spektrum zum anderen ein Element in Teile zer- 

 falle, welche die verschiedenen Linienspektra liefern 

 sollten. Nach Stark lost sich jene groBe spektral- 

 analyiische Frage ganz anders: je nachdem ein 

 Atom eine oder mehrere elektrische Elementar- 

 ladungen ttagt, hat es verschiedene Spektra. ,,,Das 

 Linienspektrum des einwertigen Atomions ist ver- 

 schieden von dem des zweiwertigen Atomions und 

 dieses wieder verschieden von dem Spektrum des 

 dreiwertigen Atomions. Die Anderung des Zu- 

 stands der positiven Ladung eines chemischen 

 Atoms ist also verbunden mit^ einer Anderung 

 der optischen Dynamik des Atoms" (Stark.*) 

 Kommen in einem Kanalstrahl z. B. N+-, N+~l~- 

 und N~H-+-Stickstoffatomionen vor, so werden die 

 Spektrallinien der zweiwertigen Stickstoffionen 

 einen viel groBeren Stark-Doppler-Effckt zeigen 

 wie die einwettigen, da sie infolge ihrer doppelt 

 so groBen Ladung auch viel starker von der 

 Kathode angezogen werden und noch groBer wird 

 die Geschwindigkeit und der Doppler-Effekt der 

 N~H-r lonen sein. Aus der Messung der GroBe 

 des Stark Doppler-Effekts ist die Zugehorigkeit 

 vieler Spektrallmien zu bestimmten Atomionen 4 ) 

 festgestellt worden. Erschwert wird die Deutung 

 der Kanalstrahlenspektralbilder durch die Um- 

 ladungen, welche ein leuchtendes Teilchen erleiden 

 kann und so stimmen auch die Meinungen nicht 

 aller Forscher [z. B. Wien und Lenard] mit 

 S t ark's Anschauungen vollig iiberein. Es stellen 

 diese aber doch ein bestechend einfaches Bild 

 fiber die Natur der verschiedenen Spektra ein und 

 desselben Elements dar. Erwahnt sei noch, daB 

 auch ein neutrales Atom und positive Molekiil- 

 kanalstrahlen [z. B. positive O 3 - oder S 2 -Ionen] 

 besondere Spektra aufweisen. 



Auf eine glanzende Entdeckung J. Stark's 

 muB hier noch hingewiesen werden, wenn sie mit 

 den Kanalstrahlen auch nicht unmittelbar zu- 

 sammenhangt. Nach der Entdeckung der ma- 

 gnetischen Zerlegung der Spektrallinien durch 

 Zeemann (1896) wurde ofters die Frage auf- 



