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Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



N. F. IX. Nr. 25 



schiedenen Gleichungen, in denen als Unbekannte 

 nur das Verhaltnis em der elektrischen Ladung e 

 der Korpuskel zu ihrer materiellen Masse m und 

 die Geschwindigkeit v auftreten, je zwei mitein- 

 ander, so konnen wir daraus die Werte e/m und 

 v berechnen. Bevor wir uns indessen mit der 

 Diskussion der erhaltenen Resultate beschaftigen, 

 wollen wir zunachst noch einen kurzen Uberblick 

 iiber die Bedingungen geben, unter denen Katho- 

 denstrahlen iiberhaupt auftreten. 



41. Die Geschwindigkeit der Elek- 

 tronen. -- Die Untersuchungen zur Bestimmung 

 von v und e/m haben nun zu dem Ergebnisse 

 gefiihrt, dafi die Geschwindigkeit v je nach dem 

 Ursprunge der Strahlen l ) ganz verschiedene Werte 

 hat. Der geringen Geschwindigkeit von 0,016- 

 10 10 cm/sec, die bei einigen von gliihenden Metall- 

 oxyden emittierten Kathodenstrahlen zu finden ist, 

 stehen die enormen, der Lichtgeschwindigkeit 

 3- io 10 cm/sec nahekommenden Werte von 2,9- IO 10 

 cm/sec bei den von radioaktiven Substanzen aus- 

 gehenden Strahlen gegeniiber. Dafi die Geschwin- 

 digkeiten in den verschiedenen Fallen so ver- 

 schieden sind, ist auch leicht begreiflich, wenn 

 man bedenkt, dafi sie nicht nur durch die Energie, 

 mit der die Elektronen von ihrer Muttersubstanz 

 ausgesendet werden, sondern auch durch das Poten- 

 tialgefalle, das auf die Korpuskeln wahrend ihres 

 Fluges wirkt, bedingt sind. 



42. Der Quotient e/m der Elektronen 

 und seinVergleich mit dem Quotienten 

 EM des Wasserst of fions. - - Ganz anders 

 als mit der Geschwindigkeit verhalt es sich mit 

 dem Quotienten e'm der elektrischen Ladung e 

 und der materiellen Masse m. Dieser Quotient 

 hat namlich unabhangig von dem Ursprunge der 

 Elektronen innerhalb der Versuchsfehler stets den- 

 selben Wert, der nach den genauesten und zu- 

 verlassigsten Bestimmungen zu 1, 86-10' absoluten 

 Einheiten anzunehmen ist. Vergleichen wir nun 

 diesen Wert mit dem entsprechenden Werte fur 

 die in Losungen auftretenden lonen, die ja eben- 

 falls Masseteilchen mit elektrischer Ladung dar- 

 stellen, so kommen wir zu einem sehr merk- 

 wiirdigen Ergebnis. Wahlen wir zum Vergleich 

 z. B. ein Wasserstoftion, dessen elektrische Ladung 

 E und dessen Masse M sein moge, so erhalten wir 

 den Quotienten E/M durch folgende Uber- 

 legung : Ein Grammion eines beliebigen einwertigen 

 Ions fiihrt, wie die Messung der bei seiner Ab- 



1 ) Die Entstehung der Kathodenstrahlen ist keineswegs 

 etwa nur auf die Kathodenstrahlrohren beschrankt , in denen 

 sie zuerst beobachtet worden sind, sondern diese Strahlen 

 sind vielmehr, wie die neueren Fortschritte der Physik gezeigt 

 haben, eine auflerordentlich haufige Erscheinung. So gehen 

 Kathodenstrahlen aus von hocherhitzten Stoffen aller Art, 

 besonders von Kohle, von Metallen und Metalloxyden, ferner 

 von Metallen, die mit kurzwelligem Licht belichtet werden, 

 von fluoreszierenden und phosphoreszierenden Substanzen und 

 schliefilich auch von den radioaktiven Stoften, deren J-Strahlen 

 nichts anderes als mit ungeheuer grofien Geschwindigkeiten 

 dahinfliegende Elektronenschwarme , also Kathodenstrahlen, 

 sind. 



scheidung an die Elektroden abgegebenen Elek- 

 trizitatsmenge direkt ergibt, 96 540 Coulombs oder 

 9654 absolute elektromagnetische Einheiten mit 

 sich. Da nun das Atomgewicht des Wasserstoffs 

 gleich i ist, so ist die Masse eines Grammions 

 Wasserstoff gleich einem Gramm. Bezeichnen 

 wir jetzt mit N die Zahl der Wasserstoffionen in 

 einem Grammion, so ergibt sich, da MN gleich 

 der gesamten Masse und N-E gleich der gesamten 

 Elektrizitatsmenge ist, die Beziehung : 

 E-N E 9654 

 - 



Bilden wir jetzt den Quotienten aus dem e/m- 

 Wert eines Elektrons und dem E,M-Wert eines 

 Wasserstoffions, so erhalten wir : 

 e/m _ e-M _ 1,86- io 7 

 E/M 



= (rund gerechnet) 2000. 



m-E 9654 

 Das Ergebnis wird uns klar, wenn wir ent- 

 weder die Annahme machen, dafi die Masse eines 

 Wasserstoffions gleich der eines Elektrons ist, also 

 m = M setzen, denn dann wird 

 e 



=r = 2OOO, 



d. h. die elektrische Ladung eines Elektrons ist 

 etwa zweitausendmal grofier als die eines ein- 

 wertigen Ions, oder die Annahme, dafi beide Teil- 

 chen die gleiche Ladung haben, denn in diesem 

 Falle wird, da e = E sein soil, 

 M 



= 2OOO, 



m 



d. h. die materielle Masse eines Elektrons miifite 

 zweitausendmal kleiner sein als die Masse des 

 kleinsten und leichtesten Atoms, das die Chemie 

 kennt. 



Die Entscheidung der Frage, ob iiberhaupt 

 eine von den beiden Annahmen, die zu so kiihn 

 erscheinendenKonsequenzenfiihren, und gegebenen 

 Falles welche von ihnen richtig ist, haben die 

 Arbeiten von Townsend, C. T. R. Wilson, 

 J. J. Thomson und anderen Forschern iiber die 

 Erscheinungen der Elektrizitat in Gasen, iiber die 

 Gasionen, gebracht. Zum weiteren Verstandnis 

 unserer Darlegungen miissen wir uns daher zu- 

 nachst ein wenig mit den Tatsachen beschaftigen, 

 die das Studium der elektrischen Leitfahigkeit der 

 Gase kennen gelehrt hat. 



43. Die Gasionen; der Sattigungsstrom. 

 Die elektrische Leitfahigkeit der Gase ist bei gewohn- 

 licher Temperatur nur sehr gering, kann aber durch 

 verschiedene Mittel, so durch Erhitzung auf hohe 

 Temperaturen, durch Bestrahlung mit Kathoden- 

 oder Rontgenstrahlen oder mit aufierst kurzwelligem 

 Licht oder schliefilich durch Einwirkung hoher 

 elektrischer Spannungen betrachtlicherhoht werden. 

 Tauchen wir in ein leitendes Gas zwei Platten- 

 elektroden und stellten zwischen diesen eine Poten- 

 tialdifferenz her, so geht durch das Gas ein Strom, 

 dessen Starke mit steigender Potentialdiflerenz 

 zwischen den Elektroden bis zu einem konstanten 



