Naturwissenschaftliche Wochenschrift 



Neue Folge XI. Band ; 

 der ganzen Reihe XXVII. Band. 



Sonntag, den 22. Dezember 1912. 



Nummer 51. 



[Nachdruck verboten.] 



Neues aus der Physik. 



Von Prof. Dr. Valentiner. 



Wenn kurzwelliges Licht auf eine polierte 

 Metall- oder Alkalimetallflache fallt, so lost sich 

 von ihr ein Strom von Elektronen los, so dafi 

 eine Aufladung der Metallflache stattfindet, die 

 leicht elektrometrisch nachweisbar ist. Dieser 

 ,,lichtelektrische Effekt", der besonders rein beob- 

 achtet werden kann, wenn die Metallplatte sich 

 im Vakuum befindet, ist stark abhangig von dem 

 Einfallswinkel des Lichtes, der Polarisationsrichtung 

 und der Wellenlange. Er ist zuerst von Heinrich 

 Hertz im Jahre 1888 bemerkt worden und seitdem 

 Gegenstand zahlreicher Untersuchungen gewesen. 

 Vor etwa 2 Jahren wurde in dieser Zeitschrift 

 iiber die damals neuen Resultate auf diesem Ge- 

 biete von Elster und Geitel berichtet. In letzter 

 Zeit sind eine Reihe von Arbeiten tiber dieses 

 Gebiet erschienen, die wichtige Ergebnisse ge- 

 liefert haben und iiber die hier in Anbetracht des 

 theoretischen Interesses im Zusammenhang etwas 

 eingehender gesprochen werden mag. 



Es handelt sich in der Hauptsache um die 

 experimentellen Untersuchungen von Pohl (Verh. 

 d. Deutschen Phys. Ges. 1909, S. 339, S. 609, 

 S. 715) und Pohl und Pringsheim (Verh. 1910, 

 S. 215, S. 349, S. 682, S. 697, S. 1039; 1911, 

 S. 219, S. 474, S. 961; 1912, S. 46), ferner um 

 die daran ankntipfenden theoretischen Betrachtungen 

 von Lin dem an n (Verh. 1911, 8.482) sowie von 

 H a b e r (Verh. 1911, S. 1 1 1 7). Die Beobachtungen 

 Rihrten zu folgenden Resultaten. 



Die Grofie des lichtelektrischen Effektes bei 

 reinen Metallen (untersucht wurden : Hg, Pb, Tl, 

 Sn, Cd, Bi, Pt, Cu, Sb), hervorgerufen durch Licht 

 bestimmter Wellenlange, scheint genau proportional 

 zu sein der absorbierten Lichtmenge, also von 

 dem Einfallswinkel und der Polarisationsrichtung 

 des auffallenden Lichtes in genau gleicher Weise 

 abzuhangen, wie die Absorption von diesen beiden 

 Variabeln abhangig ist. Mil abnehmender Wellen- 

 lange des erregenden Lichtes wa'chst der Effekt 

 langsam an. Sichtbares Licht wirkt nur inselteneren 

 Fallen Elektronen auslosend, die Wellenlangen- 

 grenze der Wirksamkeit wechselt von Metall zu 

 Metall. Man bezeichnet diesen Effekt als den 

 normalen Photoeffekt zum Unterschied von dem 

 ,,selektiven", den man aufier dem normalen bei 

 Alkalimetallen wahrnehmen kann. Bei den Alkali- 

 metallen und Alkalierdmetallen fanden Pohl und 

 Pringsheim untersucht sind K, Na, Li, Rb, so- 

 wie Ba und Legierungen mit Hg, Bi, Pb, Tl - 

 dafi innerhalb eines gewissen, ziemlich engen 

 Wellenlangenbereiches des erregenden Lichtes auf- 

 fallend grofie Elektronenemission der beleuchteten 



Platten stattfindet, wahrend auf beiden Seiten 

 dieses Bereiches nur der normale Effekt beob- 

 achtet werden konnte. Dieser selektive Effekt kann 

 aber auch nur unter gewissen Bedingungen nach- 

 gewiesen werden, namlich immer dann, wenn das 

 erregende Licht derartig auf die Metallflache fallt, 

 dafi die zur Metalloberflache senkrechte Schwin- 

 gungskomponente des ankommenden Lichtes nicht 

 Null ist. Der selektive Effekt tritt am starksten 

 dann auf, wenn das Licht nahezu streifend einfallt, 

 gleichgiiltig ob das Licht nattirliches ist, oder ob 

 man es mit zur Einfallsebene senkrecht polari- 

 siertem Lichte zu tun hat (in diesem Fall liegen 

 die Schwingungen in der Einfallsebene und in 

 der Tat hat die zur Metalloberflache senkrechte 

 Komponente bei streifenderlnzidenz ein Maximum). 

 Anscheinend hat man es bei dem selektiven Photo- 

 effekt mit einem Resonanzphanomen zu tun. Man 

 kann sich etwa vorstellen, dafi ein im Atomver- 

 band des Metalls befindliches Elektron Schwin- 

 gungen im Atom oder um das Atom ausfiihrt 

 von bestimmter Frequenz. Dieselbe lafit sich be- 

 rechnen, wenn man eine Annahme iiber die Ent- 

 fernung des Elektrons vom Atommittelpunkt 

 macht, etwa annimmt, dafi die mittlere Ent- 

 fernung gleich dem halben Atomabstande sei. 

 (Lindemann, 1. c.). ,,Wenn nun eine Lichtwelle 

 ein periodisches elektrisches Feld senkrecht zur 

 Metalloberflache erzeugt, das mit der Eigenperiode 

 eines Elektrons zusammenfallt, so wird dieses in 

 einer Ellipse von immer grofierer Exzentrizitat 

 schwingen und sich schlieSlich vom Atomverbande 

 frei machen." Die Wellenlange, die der Eigen- 

 frequenz des Elektrons in einem Metall mit dem 

 Atomvolumen a und der Wertigkeit n entspricht, 

 die Wellenlange des Resonanzmaximums des 

 Photoeffektes, ergibt sich unter dieser Annahme iiber 

 die Elektronenentfernung und der weiteren, dafi die 



Atome tetraedrisch gelagert sind, zu ). 65,3 . ]/-. 



J n 



Die folgende Tabelle zeigt die iiberraschende Uber- 



einstimmung der hiernach berechneten Wellen- 

 langen mit den von Pohl und Pringsheim ge- 

 messenen Wellenlangen des den selektiven Effekt 

 bei den verschiedenen Substanzen erzeugenden 

 Lichtes. 



Atom- Eigenfrequenz 



volumen ber. beob. 



Rb 56,3 490 480 /MI 



45,0 438 440 



Na 23,5 317 340 



Li 11,9 22 5 28 



Ba 36,7 280 280 



