N. F. XIX. Nr. 2 



Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



die hochsten Atomgewichte [208 bis 238] aller 

 bekannten Elemente und wir wissen, dafi in dem 

 noch unerforschten Bau ihrer Atome die Helium- 

 kerne eine wichtige Rolle spielen. 



Neuerdings ist es Rutherford 1 ) gelungen, 

 den zu den leichtesten Elementen gehorigen Stick- 

 stoff [Atomgewicht 14,01] kiinstlich zum Zerfall 

 zu bringen und damit zum erstenmal das Atom 

 eines leichten chemischen Elements ") zu zerlegen. 

 Rutherford setzte den elementaren Stickstoff 

 den raschen a-Strahlen von Radium C aus und 

 konnte von dem Stickstoffatom Wasserstoffteilchen 

 absplittern. 



Wenn a-Strahlen von 15 bis 20000 km Ge- 

 schwindigkeit in der Sekunde auf einen Zinksulfid- 

 kristall treffen, so erzeugt jedes einzelne auffallende 

 a-Teilchen [= Heliumatomj einen Lichtblitz [Szin- 

 tillation], der mit einer Lupe gut beobachtet werden 

 kann. Die a-Strahlen eines radioaktiven Elementes 

 haben eine bestimmte Geschwindigkeit, welche 

 fiir das zerfallende Atom charakteristisch ist, und 

 vermogen daher in der Luft ebenfalls eine ganz 

 bestimmte Strecke zu durchdringen, welche die 

 Reichweite der a-Strahlen heiSt. E. Marsden 

 fand im Jahre 1914, dafi die a-Strahlen eines 

 Rohrchens mit Radiumemanation in Wasserstoff 

 von Atmospharendruck eine Reichweite von 25 cm 

 haben; vereinzelte Szintillationen auf dem Zink- 

 sulfidschirm konnte er aber noch in einer Ent- 

 fernung von iiber 80 cm von der Strahlungsquelle 

 feststellen. Dies rtihrt davon her, dafi ab und zu 

 ein a-Teilchen zentral auf einen Wasserstoffkern 

 stofit und dabei seine Bewegungsenergie auf das 

 leichte Wasserstoffteilchen iibertragt. Wegen der 

 4mal grofieren Masse eines -Heliumteilchens kann 

 nach einer Berechnung von C. G. Darwin die 

 Geschwindigkeit des getroffenen Wasserstoffatoms 

 im giinstigsten Fall i,6mal grofier sein und die 

 Reichweite eines solchen durch einen zentralen 

 Stofi entstandenen raschen Wasserstoffteilchens 

 sollte die Reichweite des urspriinglichen a-Teil- 

 chens um das 4fache iibertreffen. Dies konnte 

 Marsden in der Tat beobachten. 



Dafi diese Strahlen mit grofier Reichweite 

 wirklich schnelle Wasserstoffkerne mit einfach 

 positiver Ladung sind, hat Rutherford bei 

 seinen neuen Versuchen durch Ablenkung dieser 

 Teilchen im elektrischen und magnetischen Feld 

 bewiesen. Rutherford hat damit die Masse 

 und die elektrische Ladung eines einzelnen Wasser- 

 stoffatoms bestimmt, was fiir einige physikalische 

 Probleme von erheblicher Bedeutung ist. 



Nach unserem heutigen Wissen besteht ein 

 Atom eines chemischen Elementes aus einem 

 positiv elektrischen Kern von etwa iO~ n cm 

 Durchmesser, um welchen negative Elektronen 

 kreisen. Da die positive Kernladung eines Atoms, 



') Phil. Mag. 37, 537 587 (1919) nach K. Fajans, Radio- 

 aktivitat S. 95 101 (Sammlung Vieweg Heft 45). Braun- 

 schweig 1919. 



2 ) Zahlreiche friihere Versuche von Ramsay erwiesen 

 sich bei der Nachpriifung als unrichtig. 



welche dessen Hauptmasse ausmacht, auf einen 

 so aufierordentlich kleinen Raum konzentriert ist, 

 so gehen die meisten a-Strahlen nur durch die 

 aufieren Atomschichten der getroffenen Wasser- 

 stoffteilchen hindurch. Nach Rutherford durch- 

 queren io 5 a-Teilchen auf ihrem Weg durch i cm 

 Wasserstoffgas etwa io 4 Wasserstoffmolekiile, von 

 denen nur eines zentral getroffen wird, so dafi 

 aus ihm ein Wasserstoffteilchen mit grofier Reich- 

 weite wird. 



E. Marsden und W. C. Lantsberry be- 

 obachteten 1915, dafi a-Strahlen auch beim Durch- 

 gang durch sehr diinne Schichten wasserstoff- 

 haltiger Substanzen z. B. Wachs Wasserstoffteil- 

 chen loszusplittern vermogen, welche dann als 

 Strahlen mit grofier Reichweite zur Beobachtung 

 gelangen. Merkwiirdigerweise fanden Marsden 

 und Lantsberry auch bei Abwesenheit jeglicher 

 Wasserstoffquelle an einem mit Radium C be- 

 deckten Nickelblech schnelle Wasserstoffteilchen 

 mit grofier Reichweite. Hier schien zum ersten- 

 mal Wasserstoff neben Helium als ein Bestandteil 

 radioaktiver Atome aufzutreten. Rutherford 

 wies das Vorkommen von Wasserstoffteilchen 

 auch bei Radiumemanation und bei Radium A 

 und Radium B nach. Er halt es aber fiir mog- 

 lich, dafi die Wasserstoffteilchen nicht aus dem 

 Innern der radioaktiven Atome stammen, sondern 

 dafi es sich vielleicht um Spuren von okkludiertem 

 Wasserstoff handelt, welcher durch Erhitzen auf 

 1 50 nicht ganz vertrieben werden kann. 



Bei diesen Untersuchungen machte Ruther- 

 ford die iiberraschende Beobachtung, dafi die 

 Wasserstoffteilchen eines mit Radium C bedeckten 

 Bleches sehr viel zahlreicher werden, wenn der 

 Raum zwischen dem Radium C und dem Zink- 

 sulfidschirm mit Luft gefiillt ist, als wenn er luft- 

 leer oder mit Kohlendioxyd oder Sauerstoff ge- 

 fiillt ist. Es mufi also der Luftstickstoff sein, 

 welcher die Vermehrung der raschen Wasserstoff- 

 strahlen bewirkt und tatsachlich wurde von 

 Rutherford in reinem Stickstoff eine um 25% 

 hohere Zahl der Szintillationen des Leuchtschirms 

 gefunden. Die in Luft oder Stickstoff erzeugten 

 Strahlen hatten wie die im Wasserstoffgas ent- 

 standenen Wasserstoffstrahlen eine 4 mal grofiere 

 Durchdringungsfahigkeit wie die erzeugenden - 

 Strahlen. 



Die Versuche wurden so angestellt, dafi sich 

 zwischen dem Radiumpraparat und dem Zinksul- 

 fidschirm eine 3 cm lange Gasschicht befand. Die 

 a-Strahlen des Radium C wurden vollkommen 

 durch diinne Metallfolien abgeschirmt, welche aber 

 die raschen Wasserstoffstrahlen noch leicht durch- 

 liefien. Die im Stickstoffgas beobachteten zahl- 

 reichen schnellen Strahlen mit grofier Reichweite 

 miissen eine betrachtlich geringere Masse besitzen, 

 als die sie erzeugenden a-Strahlen des Radium 

 C und es ist Rutherford also wohl gelungen, 

 das Stickstoffatom zum Zerfall zu bringen und 

 mit Hilfe von a-Strahlen aus dem Kern des Stick- 

 stoffs leichtere Teilchen herauszuschieSen. Diese 



