N. F. XIII. Nr. 38 



Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



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[Nachdruck verboten.) 



Freie Elektronen haben die Fahigkeit, wenn 

 sic mil gcniigend grofier Geschwindigkeit auf ein 

 neutralcs Molekul aufprallen, von diesem ein anderes 

 Elektron, also ein masseloses Elektrizitatsatom, ab- 

 zuspaltcn; die Masse des Molekiils bleibt dabei 

 natiirlich mit dem entsprechenden Betrage positiver 

 Elektrizitat geladen als positives Ion zuriick. Lafit 

 man z. B. Kathodenstrahlcn, die ja nichts anderes 

 sind als ein Strom rasch fliegender Elektronen, 

 durch ein diinnes Aluminiumblattchen, ein sog. 

 Lcnard'sches Fenster, aus dem Entladungsrohre, 

 in dem sie erzeugt wurden, in die Atmosphare 

 austreten, so wird die Luft in der Umgebung des 

 Fensters stark leitend; ebenso ionisieren /J-Strahlen 

 des Radiums jedes Gas, in das sie eindringen, sehr 

 stark. Da diese lonisation gewissermafien durch 

 StoB erfolgt, nennt man sie StoBionisation, ob- 

 wohl der Vorgang ein rein elektrischer sein mufi 

 und wohl mehr Ahnlichkeit mit einem kurz- 

 dauernden Induklionsvorgange hat als mit einem 

 MassenstoBe hat. 



Man ist nun in der Lage, wie aus den unten 

 beschriebenen Versuchen hervorgeht, die Be- 

 dingungen, unter denen StoBionisation eintritt, mit 

 einer fur Molekulvorgange sehr groBen Genauigkeit 

 zu ermitteln und damit ohne erhebliche hypothetische 

 Voraussetzungen eine der wesentlichsten und inter- 

 essantesten Eigenschaften der Materie messend 

 zu verfolgen. Die wesentlichen Versuche in dieser 

 Richtung sind von J. Frank und G. Hertz am 

 Berliner Physikalischen Universitatsinstitut ausge- 

 fuhrt worden. 



Das Prinzip der Messungen ist das folgende : 

 Man erzeugt Elektronen mit moglichst geringer 

 Anfangsgeschwindigkeit, entweder, indem man sie 

 durch ultrariolettes Licht aus einer Metallflache 

 auslost, oder durch einen gliihenden Platindraht, 

 der ja bekanntlich spontan Elektronen geringer 

 Geschwindigkeit aussendet. Das letztere Verfahren 

 wurde von Frank und Hertz angewandt. Der 

 Gluhdraht war von einem zylindrischen Draht- 

 netze umgeben und zwischen Gluhdraht und Netz 

 wurde ein elektrisches Feld erzeugt, das die Elek- 

 tronen beschleunigte und sie mit einer Geschwindig- 

 keit, welche aus dem Potentialabfalle im Felde 

 ohne weiteres bekannt war, wenn keine Geschwin- 

 digkeitsverluste eintraten, durch die Maschen des 

 Netzes hindurchtrieb. 



Da der Gluhdraht elektrisch geheizt wurde, 

 lag zwischen seinen beiden Enden der durch den 

 Ohmschen Wiederstand erzeugte Potentialunter- 

 schied, und das Feld gegen das Drahtnetz war 

 um diesen Betrag nicht gleichmafiig. Es gelang 

 aber diesen Potentialabfall so niedrig zu halten, 

 daB die gewonnenen Kurven nur unwesentlich ab- 

 geflacht wurden. 



Die das Netz durchfliegenden Elektronen ge- 

 langten in ein zweites elektrisches Feld, erzeugt 

 zwischen dem Drahtnetze und einem aufieren 



StoBionisation. 



Sammclreferat von Dr. Brauer, Lichtenbcrg. 



Metallzylinder, welches dem inneren Felde ent- 

 gegengesetzt gerichtet war, die Elektronen also 

 abbremste. War das Gesamtgefalle des zweiten 

 Feldes grofier als das des ersten, so gelangte selbst- 

 verstandlich kein Elektron bis auf den AuBenzylinder. 

 Je schwacher das auBere Feld im Verhaltnis zu 

 dem inneren gemacht wurde, desto mehr Elek- 

 tronen kamen durch, je nach dem Geschwindig- 

 keitsverluste, den sie auf ihrem Wege erfahren 

 hatten. War der Verlust Null, so schnellte der 

 Strom zwischen Netz und AuBenzylinder, sowie 

 das auBere Feld im geringsten das innere unter- 

 schritt, von Null auf seinen hochsten Wert empor. 

 Ging aber schon bei starkerem AuBenfelde ein 

 Strom zwischen Zylinder und Netz iiber, so war 

 das das Anzeichen, daB StoBionisation stattfand, daB 

 also positive lonen gebildet wurden, die soweit 

 sie sich auf der AuBenseite des Drahtnetzes be- 

 fanden, das Feld natiirlich auf den AuBenzylinder 

 trieb. 



Durch Variiercn des aufieren und inneren Feldes 

 war man also in der Lage, zu verfolgen, 



1. welchen Teil ihrer kinetischen Energie die 

 Elektronen beim Aufprallen auf die Molekule des 

 den Apparat erfullenden Gases verlieren, oder mit 

 anderen Worten, inwieweit diese Zusammenstofie 

 elastisch resp. unelastisch verlaufen, 



2. wie sich dieser Energieverlust mit der Ge- 

 schwindigkeit des stoBenden Elektrons andert, 



3. bei welcher Geschwindigkeit der Stofi eine 

 Zertrummerung des getroffenen Molekiils, also 

 StoBionisation, zur Folge haben kann, 



4. bei welchem Bruchteil der mit genugender 

 Geschwindigkeit erfolgenden Zusammenstofie nun 

 auch wirklich Stofiionisation eintritt, 



5. mit welchem Energieverlust fiir das Elektron 

 eine solche StoBionisation verkniipft ist. 



Diese Fragen sind noch keineswegs alle in 

 vollem Umfange beantwortet. Aber die Beobach- 

 tungen geben doch schon ein in den Grundziigen 

 geklarles Bilcl der Vorgange, wenn auch iiber den 

 Mechanismus eines Elektronenstofies noch recht 

 wenig ausgesagt werden kann. 



Nun die Ergebnisse, zunachst bei Feldern, die 

 nicht stark genug sind, urn ein Elektron zur Stofi- 

 ionisation zu befahigen: War der Apparat gefullt mit 

 Wasserstoff, so ergab sich ein allmahliches An- 

 steigen des im auBeren Kondensator flieBenden 

 Stromes, wenn die verzogernde Spannung immer 

 kleiner gemacht wurde im Verhaltnis zu der be- 

 schleunigenden Spannung des inneren Feldes. 

 Das heiBt, die Elektronen traten mit sehr ver- 

 schiedenen Geschwindigkeiten durch das Drahtnetz, 

 sie hatten also Energie beim Auftreffen auf die 

 Gasmolekule verloren. Verdeutlicht wurde dieses 

 Resultat noch dadurch, dafi die Zahl der bis zum 

 AuBenzylinder durchgelangenden Elektronen, also 

 der gemessene Strom, mit steigendem Gasdrucke, also 

 bei Vermehrung der Zusammenstofie abnahm. 



