18 XXIII. Jahrg. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



1908. Nr. 2. 



Auffassung nahe, daß man es in den Kathodenstrahlen 

 mit fortgeschleuderten Teilchen, sogenannten Korpus- 

 keln zu tun hatte, von welchen jedes einzelne eine be- 

 stimmte Elektrizitätsmenge mit sich führte. 



Vor allem mußte die Natur dieser Teilchen inter- 

 essieren. Als bestimmende Merkmale kamen hier drei 

 Größen in Betracht: 1. die Geschwindigkeit, 2. die elek- 

 trische Ladung und 3. die Masse eines Teilchens. 



Alle diese Größen einzeln zu bestimmen, gelang 

 zwar nicht. Aus der Größe der magnetischen und 

 elektrischen Ablenkung der Kathodenstrahlen erhielt 

 man nur die Geschwindigkeit und in zweiter Linie 

 den Quotienten von Ladung und Masse eines Teilchens. 

 Auch andere Versuche ergaben stets nur das Verhält- 

 nis dieser beiden Größen. Von Wichtigkeit war aber 

 der Umstand, daß dieser Quotient für jede Geschwin- 

 digkeit der Kathodenstrahlen gleich groß gefunden 

 wurde und überdies für eine Reihe anderer korpusku- 

 laren Strahlen denselben Wert hatte. 



Dies sprach dafür, daß sowohl die elektrische La- 

 dung als auch die Masse der fraglichen Teilchen in 

 allen diesen Fällen stets von derselben Größe waren. Über 

 die absolute Größe der Teilchen konnte man aber erst 

 aus anderweitigen Überlegungen Aufschluß bekommen. 

 Die Untersuchungen über die Elektrizitätsleitung in 

 Flüssigkeiten und in Gasen waren es namentlich, die 

 zu ganz bestimmten Vorstellungen über die Struktur 

 der Elektrizität führten. Man kam zum Schluß, daß 

 die Elektrizität zusammengesetzt sei aus kleinen Ele- 

 mentarquanten. Ebenso, wie man sich die Materie aus 

 einzelnen Atomen aufgebaut denkt, ebenso konnte 

 man die Elektrizität als aus kleinen Urteilchen be- 

 stehend annehmen. 



Es war nun sehr naheliegend, auch die Kathoden- 

 strahlteilchen als Träger einer solch kleinen Elektrizi- 

 tätseinheit zu betrachten. Da ferner dieses Elementar- 

 quantum zahlenmäßig bekannt war, so ließ sich dann 

 auch die Masse eines Kathodenstrahlteilchens einzeln 

 berechnen. Auf diese Weise gelangte man zu dem 

 höchst merkwürdigen Resultat, daß die Teilchen gegen 

 2000 mal kleiner sind als die Wasserstoffatome. Dies 

 war um so überraschender, als letztere die kleinsten 

 uns bekannten Atome darstellen. 



Die äußerst feinen Kathodenstrahlteilchen kündeten 

 also schon durch ihre Kleinheit an, daß man es da 

 mit etwas ganz Neuem zu tun hatte. Die Teilchen, 

 die in der Tat einen ganz besonderen Stoff darstellen, 

 haben auch einen eigenen Namen bekommen. Man 

 nennt sie heute allgemein Elektronen. 



Die Kathodenstrahlen bedeuten daher nichts an- 

 deres als eine Strahlung von Elektronen, die mit sehr 

 bedeutender Geschwindigkeit durch den Raum fliegen. 

 Man pflegt die Geschwindigkeit der korpuskularen 

 Strahlen etwa mit derjenigen des Lichts zu vergleichen, 

 da diese eine Naturkonstante darstellt. Es ist die 

 Entfernung, bis zu welcher sich irgend eine Äther- 

 bewegung in einer Sekunde ausbreitet. Diese Ge- 

 schwindigkeit, die man zu 300000km pro Sekunde 

 bestimmt hat, stellt überdies die größte uns bekannte 

 Strahlengeschwindigkeit dar. Diejenige der Kathoden- 



strahlen liegt nun etwa zwischen Vio ur >d l / 8 Licht- 

 geschwindigkeit je nach der Größe der an die Katho- 

 denröhre angelegten Spannung. 



Es existieren nun aber außer den Kathodenstrahleu 

 noch eine ganze Reihe von Elektronenstrahlungen, die 

 alle möglichen Geschwindigkeiten bis gegen 300000 km 

 hinauf besitzen. Verfolgen wir die Skala von den 

 Kathodenstrahlen an nach unten, so begegnet uns zu- 

 nächst die besondere Art der sogenannten weichen 

 Kathodenstrahlen. Diese entstehen ebenfalls in der 

 Kathodenröhre, nur muß die Kathode mit gewissen 

 Metalloxyden überzogen und überdies zum Glühen er- 

 hitzt sein. Manche Oxyde zeigen nämlich die Eigen- 

 tümlichkeit, bei hohen Temperaturen von selbst 

 Elektronen in Menge auszusenden. Es ist daher unter 

 diesen Umständen keine große elektrische Kraft nötig, 

 um aus der Kathode Kathodenstrahlen hinauszutreiben. 

 Genügt doch für diesen Fall schon die Spannung un- 

 serer städtischen Leitungsnetze, die gewöhnlich 1 10 Volt 

 beträgt, vollkommen. Allerdings besitzen dann die 

 Strahlen eine viel geringere Geschwindigkeit als die 

 eigentlichen Kathodenstrahlen. Sie sind jedoch, wie 

 schon die Benennung andeutet, dem Wesen nach mit 

 diesen identisch. Dafür spricht nicht nur die analoge 

 Erzeugungsweise. Es hat sich auch direkt der Quo- 

 tient von Ladung und Masse eines Teilchens in beiden 

 Fällen von derselben Größe ergeben. 



Nun kann man auch ohne Anwendung von Elek- 

 trizität bereits Elektronenstrahlen erzeugen. Werden 

 doch beim bloßen Erhitzen von Metalloxyden, wie wir 

 erwähnt haben, eine Menge Elektronen in Freiheit ge- 

 setzt. Nur haben diese dann eine sehr geringe Ge- 

 schwindigkeit und gehen überdies nach allen Seiten 

 vom erhitzten Körper aus. Man könnte daher besser 

 von Elektronenschwärmen sprechen. Solche langsamen 

 Strahlen zeigen übrigens auch andere Körper, z. B. 

 erhitzte Metalle (weißglühendes Platin), nur genügt im 

 Falle der Oxyde eine bedeutend geringere Erwärmung. 

 Ferner kann man außer durch Temperatursteige- 

 rung auch auf folgende Weise Elektronen ablösen. 

 Man läßt etwa auf eine Metallfläche Lichtstrahlen, am 

 besten kurzwelliges sog. ultraviolettes Licht auffallen. 

 Man heißt die Elektronenstrahlung, die dann statt- 

 findet, den lichtelektrischen oder photoelektri- 

 schen Effekt. Die Wirkung ist im allgemeinen um 

 so kräftiger, je oxydabler das verwendete Metall ist. 

 Ferner hat man es in der Hand, die Geschwindigkeit 

 der ausgesandten Elektronen durch elektrische Kräfte 

 zu vergrößern. Auch ist die natürliche Anfangsge- 

 schwindigkeit der Elektronen um so höher, je größere 

 Wellenlänge das erregende Licht hat. 



Bei all diesen langsamen Strahlen hat man die 

 Größe der Teilchen berechnet und damit die Zugehörig- 

 keit zu den Elektronenstrahlungen nachgewiesen. 



Wir haben damit in Kürze die Mittel und Wege 

 skizziert, welche man zur Erzeugung künstlicher Elek- 

 tronenstrahlen benutzen kann. Im Gegensatz dazu 

 gibt es nun aber auch natürliche Elektronenstrahlen, 

 die ohne unser Zutun in die Erscheinung treten. So 

 hat man gefunden, daß das Radium und andere radio- 



