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Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



N. F. XVH. Nr. 38 



schauen ; bei der Schwierigkeit und Fiille der sich 

 aufdrangenden Fragen mufite man sich vorlaufig 

 damit begniigen, aus der Zahl der Atomeigen- 

 schaften lediglich eine einzige zu beriicksichtigen, 

 namlich die, charakteristische Spektren auszu- 

 strahlen und sich Mechanismen auszudenken, die 

 diese Eigenschaft erklaren konnen. 1st einmal 

 die Losung dieser Aufgabe vollstandig gelungen, 

 so steht zu vermuten, dafi sich dann die Beant- 

 wortung der iibrigen Fragen von selbst ergeben wird. 

 Bekanntlich ist das von Gasen ausgestrahlte 

 Spektrum nicht kontinuierlich, sondern aus Linien 

 zusammengesetzt, die nach bestimmten von Ele- 

 ment zu Element verschiedenen Gesetzmafiigkeiten 

 angeordnet sind. Dasjenige Spektrum , dessen 

 Gesetzmafiigkeit am durchsichtigsten ist und das 

 der Ausgangspunkt der theoretischen Oberlegungen 

 wurde, ist das des Wasserstoffs. B aimer zeigte, 

 dafi die im sichtbarenTeildes Wasserstoflspektrums 

 liegenden Linien sich nach der Formel 



r=K l-s 



\2 2 r 



berechnen lassen, wenn v die Schwingungszahl 

 einer Linie bedeutet; K ist eine bestimmte Kon- 

 stante und fiir m hat man der Reihe nach 3, 4, 5, 

 usw. einzusetzen. Die Linie grofiter Schwingungs- 

 zahl H a liegt in Rot, es folgen sich die Linien 

 gegen Violett in immer kleinerem Abstand und 



drangen sich schliefilich bei v^K- fiir n = oo 



unendlichdichtzusammen. Aufier dieser Balmer- 

 schen Serie zeigt das H-Spektrum noch im Ultra- 

 violetten und Ultraroten je eine Serie, die sich 

 durch die Formeln 



, 



= Kl- -- rJ und r = Kl-5 -- 



darstellen lassen. 



Die Fragen nun, um die es sich handelt, sind 

 folgende: i. wie stellt es ein Atom, das aus einem 

 positiven Kern und negativen Elektronen besteht, 

 an, um iiberhaupt Licht auszustrahlen und 2. warum 

 emittiert ein Atom das Licht nur in ganz bestimmten 

 Wellenlangen und in keinen anderen? 



Die erste Frage nach dem Zustandekommen 

 der Lichtemission wurde von Maxwell beant- 

 wortet. Nehmen wir an, dafi eines der Elektronen, 

 das etwa an der Oberflache des Atoms haftet, 

 durch irgendeine Kraft ein kleines Stuck aus 

 seiner Ruhelage entfernt und dann wieder sich 

 selbst iiberlassen werde. Dieses Elektron wird 

 dann durch die Anziehung des positiven Kerns 

 wieder in seine Gleichgewichtslage zuriickgezogen 

 und wird um diese Lage hin- und herschwingen. 

 In Abb. i bedeute I i' den Weg des schwingenden 

 Elektrons. Da nun das Elektron elektrisch geladen 

 ist, so mufi das bewegte Elektron dieselben Wir- 

 kungen hervorbringen wie ein elektrischer Strom, 

 der langs i i' in rascher Aufeinanderfolge hinauf 

 und wieder herunter fliefit. Ein elektrischer Strom 

 aber erzeugt rings um sich ein magnetisches Feld, 



dessen Kraftlinien Kreise sind, die in I i' ihren 

 Mittelpunkt haben und auf I i' senkrecht stehen. 

 In der Abbildung bedeutet M t eine dieser Kraft- 

 linien, der Pfeil gibt die Richtung der magnetischen 

 Kraft an, wenn das Elektron von unten nach oben 

 geht; man hat sich M, senkrecht auf die Papier- 

 ebene zu denken. Nun ist bekannt, dafi ma- 

 gnetische Kraftlinien, die durch eine von einem 

 Leiter umschlossene Flache hindurchtreten, im 

 Augenblick ihrer Entstehung in dem Leiter eine 

 elektromotorische Kraft erzeugen; eine ent- 

 stehende magnetische Linie ruft ein elektrisches 

 Feld hervor, dessen Linien die magnetische Linie 

 kreisformig umfliefien, das aber wieder verschwindet, 

 sobald das magnetische Feld konstanl geworden 

 ist. Ej bedeutet eine dieser elektrischen Linien, 

 die Mj im Augenblick der Entstehung erzeugt. 

 Eine elektrische Kraftlinie wirkt aber wahrend der 

 Entstehung nach M ax w e'l 1 wie einStrom und erzeugt 

 ihrerseits magnetische Kraftlinien, von denen eine 

 durch M 2 angedeutet ist. Indem sich dieser Prozefi 

 nun fortsetzt und mit Lichtgeschwindigkeit von 

 der Stbrungsstelle aus ausbreitet, entsteht eine 

 Kette von elektrischen und magnetischen Kraft- 



Abb, i. 



linien und diese ineinander verketteten Felder 

 andern im Tempo des schwingenden Elektrons 

 ihre Richtung. Denn in dem Augenblick, da das 

 Elektron umkehrt und heruntergeht, kehrt sich die 

 Richtung des magnetisches Feldes M t um, wodurch 

 der erste elektrische Ring und mit ihm alle folgen- 

 den Ringe ebenfalls zur Umkehrung ihrer Richtung 

 gezwungen werden. Natiirlich breitet sich der 

 beschriebene Vorgang nicht blofi in einer Richtung 

 aus, sondern man hat sich die Abbildung um I i' 

 als Achse gedreht zu denken. Von der Stelle 

 des periodisch bewegten Elektrons geht also eine 

 periodische Storung des Athers aus und diese 

 Storung ist es, die im Auge die Empfindung des 

 Lichtes auslost. Damit ist die erste der oben auf- 

 geworfenen Fragen beantwortet. 



4. Wir greifen jetzt die zweite Frage auf und 

 versuchen zu erklaren, warum ein Atom immer nur 

 Licht von ganz bestimmten Schwingungszahlen 

 ausstrahlt. Nach der vorhin geschilderten Ent- 

 stehung des Lichtes, nach der das Licht immer 

 im Tempo des erregenden Elektrons schwingt, 

 ist diese Frage gleichbedeutend mit folgender: 

 warum schwingen die Elektronen eines Atoms nur 

 in bestimmten Frequenzen um ihre Gleichgewichts- 

 lagen? Den Grund werden wir in der eigentiim- 

 lichen Anordnung der Elektronen um den positiven 

 Kern und in den Kraften zu suchen haben, die 

 vom Kern auf die Elektronen ausgeiibt werden. 



