Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



Neue Folge 17. Band; 

 der ganzen Reihe 33. Band. 



Sonntag, den 22. September 1918. 



Mummer 38. 



[Nachdruck verboten.] 



Die Erforschung des Atominnern. 



Von Privatdoz. Dr. A. March, Innsbruck. 



1. Solange die chemischen Atome 

 letzten, nicht weiter zerlegbaren Bausteine der 

 Materie galten, konnte die Frage nach den Vor- 

 gangen im Atominnern keinen Sinn haben. Die 

 Atome waren nach dieser Auffassung die letzten 

 Elemente der wissenschaftlichen Analyse, die einer 

 weiteren Analyse nicht mehr zuganglich waren. 

 Man dachte sich also unter einem Atom etwa ein 

 kugelformiges Korperchen, von dem bestimmte 

 Krafte ausgingen, das aber irgendeiner Veranderung 

 vollstandig unfahig war. Es hat sich in der Folge 

 gezeigt, dafi diese Annahme einer Unveranderlichkeit 

 des Atoms nicht zutreffend war ; in den radioaktiven 

 Elementen wurden Atome gefunden, die in einer 

 Art standiger Selbstzerstorung begriffen waren, 

 von denen Teilchen absprangen und in deren 

 Innern also, nach den ungeheuren Geschwindig- 

 keiten der abfliegenden Teilchen zu urteilen, sich 

 Vorgange von grofier Energie abspielen mufiten. 

 Die radioaktiven Atome sind also teilbar; und es 

 fand sich bald, dafi sie darin nicht vereinzelte 

 Ausnahme waren, sondern dafi die Teilbarkeit 

 eine allgemeine Eigenschaft der Atome ist. Wird 

 eine Metallplatte mit kurzwelligem Licht bestrahlt 

 oder aber bis zum Gliihen erhitzt, so lost sich 

 vom Metall ein Schwarm von Teilchen ab, die 

 mit enorm grofier Geschwindigkeit das Metall 

 verlassen und die identisch sind mit den sog. 

 /S-Teilchen, die von radioaktiven Atomen ausge- 

 schleudert werden. Auch hier losen sich also 

 vom Atom Teilchen ab, nur, dafi dieser Zerfalls- 

 prozefi nicht mehr von selbst stattfindet, sondern 

 dafi dazu die Einwirkung des Lichtes oder der 

 Warme notig ist. 



2. Es ist also erwiesen, dafi die Atome ent- 

 gegen der alten Auffassung zusammengesetzte 

 Gebilde sind. Welcher Art sind nun die Elemente, 

 aus denen sich ein Atom zusammensetzt und in 

 die es sich gegebenenfalls wieder auflosen kann ? 



Sehen wir zunachst von den schweren positiv 

 geladenen a-Teilchen, die von gewissen radio- 

 aktiven Stoffen ausgeschleudert werden, ab, so 

 lafit sich sagen, dafi die von einem Atom abtrenn- 

 baren Teilchen fur alle Atome dieselben sind; es 

 sind Korperchen, deren Masse etwa 1800 mal 

 kleiner ist als die eines Wasserstoffatoms und die 

 negativ elektrisch geladen sind; der Betrag der 

 Ladung wurde zu 4,7 IO~ 10 elektrostatischen Ein- 

 heiten bestimmt. Diese Teilchen, die man Elek- 

 tronen genannt hat, sind also ein Bestandteil eines 

 jeden Atoms; sucht man nun noch andere Bestand- 

 teile des Atoms aufzufinden, so erkennt man, dafi 

 es im allgemeinen nicht gelingt, etwas anderes 



Mit 6 Abbildungen im Text. 



als die als Elektronen von einem Atom abzutrennen. Nun 

 kann man aber nicht annehmen, dafi ein Atom 

 ausschlieSlichausden negativ geladenen Elektronen 

 zusammengesetzt sei; denn ein Atom ist elektrisch 

 neutral und mufi also auch Bestandteile enthalten, 

 die positiv elektrisch sind und durch ihre positive 

 Ladung die negative der Elektronen gerade kom- 

 pensieren. Es wiirde nun naheliegend sein zu 

 vermuten, dafi es im Atom aufier den negativen 

 auch noch positive Elektronen gibt, die sich von 

 den negativen nur im Vorzeichen ihrer Ladung 

 unterscheiden und dafi etwa ein Wasserstoffatom 

 aus 900 positiven und ebensoviel negativen Elek- 

 tronen zusammengesetzt sei. Aber diese Vermutung 

 trifft nicht zu; man hat vielmehr Grund zur An- 

 nahme, dafi das H-Atom nicht mehr als ein einziges 

 Elektron enthalt; nimmt man dieses Elektron weg, 

 so bleibt ein Korper iibrig, der mit der positiven 

 Elementarladung geladen ist und nahezu die ganze 

 Masse des Atoms enthalt. Da es durch keinerlei 

 Versuche gelingt, die positive Ladung von diesem 

 Korper abzulosen, so mufi man annehmen, dafi 

 Ladung und Masse zu einer untrennbaren Einheit 

 verwachsen sind. Bei den iibrigen *\tomen Hegt 

 der Fall ahnlich : man kann von ihnen stets eine 

 bestimmte, fur das betreffende Element charak- 

 teristische Zahl N von Elektronen abtrennen; der 

 Rest ist ein Korper, dessen Masse nahezu der des 

 ganzenAtoms gleichkommt und der mitderpositiven 

 Elektrizitatsmenge N e (e = Elementarladung) ge- 

 laden ist, derart, dafi diese Ladung durch keinerlei 

 Mittel von der Masse abgetrennt werden kann. 

 Das allgemeine Bild, das wir uns nach diesen Er- 

 fahrungen von einem Atom zu machen haben, ist 

 also : ein positiv geladener Kern, beinahe so schwer 

 wie das ganze Atom und rings um ihn negative 

 Elektronen, die vom Atom entfernt werden konnen. 

 3. Aus dem geschilderten Aufbau sind nun die 

 physikalisch-chemischen Eigenschaften des Atoms 

 zu erklaren; wie kommt es z. B., dafi die Atome 

 jene Krafte aufeinander ausiiben, die im chemischen 

 Verhalten der Stoffe ihren Ausdruck finden, oder 

 dafi die Atome der gliihenden gasformigen Korper 

 die charakteristischen Spektren ausstrahlen, deren 

 sich die Spektralanalyse zur Erkenntnis der Zu- 

 sammensetzung eines Stoffes bedient f Es versteht 

 sich, dafi zur Losung dieser Fragen die Kenntnis 

 der Atomelemente allein noch nicht geniigt, son- 

 dern dafi es notig sein wird zu wissen, durch 

 welchen Mechanismus diese Elemente im Atom 

 zusammengehalten werden. Es wird sich im 

 folgenden ergeben, dafi es noch keineswegs ge- 

 lungen ist, diesen Mechanismus vollig zu durch- 



