Naturwissenschaftliche Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem G-esamtgebiete der Naturwissenschaften. 



XXIII. Jahrg. 



6. August 1908. 



Nr. 32. 



G. Jaffe: Über die Ionisation flüssiger Dielek- 

 trika durch Radiumstrahlen. (Annal. d. Phys. 

 1908, F. 4, Bd. 25, S. 257—284.) 

 Während die durch äußere Einflüsse in Gasen 

 erregbare Leitfähigkeit in ihrem Wesen schon sehr 

 weitgehend erkannt ist, bietet die sehr schwache Leit- 

 fähigkeit, welche Flüssigkeiten und feste Körper unter 

 der Einwirkung von Strahlungen nach den Beob- 

 achtungen von Curie, dem Ref. und Becquerel er- 

 halten, für einen näheren Einblick in den Mechanis- 

 mus des Leitungsvorganges noch größere Schwierig- 

 keiten. Die gegenwärtige Arbeit sucht durch exakte, 

 weitgehend variierte Beobachtung und eine durch 

 geeignete Wahl der Versuchsweise rnöglichst starke 

 Begünstigung des zu studierenden Phänomens dem 

 Verständnis desselben, soweit es isolierende Flüssig- 

 keiten betrifft, näherzukommen. 



Zur Messung der Leitfähigkeit dient ein Platten- 

 kondensator aus Messing mit Schutzring und ver- 

 stellbarem Plattenabstand. Die eine Platte steht mit 

 einer Hochspannungsbatterie in Verbindung, und die 

 zur anderen Platte von hier übergehenden Ströme 

 werden durch ein Kompensationsverfahren mit Hilfe 

 eines Curieschen Piezoquarzapparates unter Be- 

 nutzung eines empfindlichen Dolezalekelektrometers 

 als Indikator ermittelt. Die Beobachtung erstreckt 

 sich nur auf solche Flüssigkeiten, deren Eigenleit- 

 fähigkeit so geringe Werte besitzt, daß sie gegenüber 

 der gesuchten Leitfähigkeitssteigerung durch die 

 Bestrahlung merklich zurücktritt und nur als gering- 

 fügige Korrekturgröße zu berücksichtigen ist. Ge- 

 eignet zeigen sich in dieser Hinsicht Petroläther, 

 Tetrachlorkohlenstoff, Schwefelkohlenstoff und Benzol, 

 deren Widerstand nach mehrfacher Reinigung durch 

 Destillation den Betrag von 10 — 16 Ohm nicht über- 

 schreitet. Der noch bleibende Rest der Leitfähigkeit 

 nimmt bei diesen Flüssigkeiten nach einiger Zeit, die 

 bei kleinem Plattenabstand und hohen Spannunga- 

 differenzen nur nach Minuten zählt, einen wohl- 

 definierten Wert an, der im übrigen dem Ohmschen 

 Gesetz gehorcht. Sehr auffällig ist nur die insbe- 

 sondere beim Tetrachlorkohlenstoff stark ausgeprägte 

 Unipolarität der Leitfähigkeit, deren Größe bei nega- 

 tivem Potential der Spannungsplatte etwa die zehn- 

 fache ist gegenüber der bei positivem Potential zu 

 beobachtenden. 



Werden die Flüssigkeitsschichten von den Strahlen 

 von 20 mg reinen Radiumchlorids durchsetzt, so tritt 



eine sehr beträchtliche Steigerung der Leitfähigkeit 

 ein, deren Betrag jene Unipolarität der Eigenleit- 

 fähigkeit völlig verschwinden läßt und daher vom 

 Vorzeichen des angelegten Potentials unabhängig 

 bleibt. Die Deutlichkeit des wohl ausschließlich von 

 den schnellen ß- oder y-Strahlen des Radiums hervor- 

 gerufenen Phänomens läßt exakte Messungen des 

 Zusammenhangs zwischen Stromstärke und Spannung 

 zu und gestattet auf diesem Wege die Gewinnung 

 näherer Anhaltspunkte für ein Verständnis dieses von 

 der Strahlung ausgelösten Leitvorganges. Die Be- 

 ziehung zwischen elektrischer Feldstärke e und Strom 

 i wird hiernach in allen Fällen durch eine Gleichung 

 von der Form i = f (e) -\- c . e dargestellt, deren 

 erstes Glied f(e) zunächst mit der Spannung anwächst, 

 oberhalb eines gewissen Wertes der elektrischen 

 Feldstärke, der zwischen 500 und 1000 Volt/cm liegt, 

 aber konstant wird, so daß von hier ab der Strom in 

 linearer Abhängigkeit vom Feld steht und durch die 

 Gleichung 



i = a -\- ce 



dargestellt werden kann, wo a und c Konstanten sind. 

 Man kann sonach den Strom aus zwei Komponenten 

 zusammengesetzt denken, von denen sich die eine 

 vollständig verhält wie ein Strom durch ein leitendes 

 Gas, der, wie bekannt, mit wechselnder Spannung 

 sich einem Sättigungszustand nähert, während die 

 andere dem Ohmschen Gesetz gehorcht. 



Die Ausdehnung der elektrischen Messungen auf 

 FlüsBigkeitsschichten variabler Dicke d läßt weiterhin 

 erkennen, daß der durch die Größe a zum Ausdruck 

 gebrachte Endwert des bei hohen Potentialen vom 

 Potential unabhängigen Anteils der ersteren Kompo- 

 nente an der gesamten Leitfähigkeit in linearer 

 Abhängigkeit vom Plattenabstand steht und durch 



a = q.d -\- q' 



dargestellt werden kann, wo q d einen mit der Schicht- 

 dicke proportional anwachsenden , q' einen von der 

 Dicke unabhängigen Betrag der Leitfähigkeit be- 

 zeichnet. Dieser Ausdrucksweise wird die Vor- 

 stellung gerecht, daß die beobachtete Leitfähigkeit a 

 die Folge einer stark durchdringenden Strahlung q 

 — der Primärstrahlung — und einer sehr leicht ab- 

 sorbierbaren Sekundärstrahlung q' sei, deren Beitrag 

 etwa 10 °/o betragen würde. Die Division des An- 

 teiles q durch die Dichte der untersuchten Flüssig- 

 keiten würde die durch die Primärstrahlung in den 



