Nr. 39. 1900. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



XXIV. Jahrg. 497 



fallen. Nun ist aber aus der Zähhnetliodo bekannt, 

 daß 3,4 X 10 lu «-Teilchen per Sekunde aus 1 g Ra- 

 dium ausgesandt werden, und der Augenschein weist 

 darauf hin, daß ein os-Teücnen den Zerfall eines jeden 

 Atoms begleitet. Folglich ist die Zahl der im Jahre 

 ausgetriebenen «-Teilchen ein Maß für die Zahl von 

 Radiumatomen, die in 0,346 mg zugegen sind. Hieraus 

 folgt, daß in lg Radium 3,1 X 10 21 Atome vorhanden 

 sind, und wenn man das Atomgewicht des Ra- 

 diums zu 225 annimmt, leitet sich einfach ab, daß 

 N == 3,1 X 10 19 ist. 



Das Studium der Eigenschaften der ionisierten 

 Gase hat in den letzten Jahren zu der Entwickelung 

 einer Anzahl wichtiger Methoden geführt zur Bestim- 

 mung der Ladung, die das Ion, das in Gasen durch 

 «-Strahlen oder durch die Strahlen von radioaktiven 

 Substanzen erzeugt worden , mit sich führt. Nach 

 modernen Anschauungen nimmt man an, daß die Elektri- 

 zität wie die Materie eine diskrete Struktur besitzt, und 

 die Ladung, die das durch Elektrolyse des Wassers frei- 

 gemachte Wasserstoff atom trägt, wird als Grundeinheit 

 der Elektrizitätsquantität genommen. Nach dieser An- 

 schauung, die durch starke Belege gestützt wird, ist 

 die vom Wasserstoff atom getragene Ladung die kleinste 

 Einheit von Elektrizität, die man erhalten kann, und jede 

 Elektrizitätsmenge besteht aus einem ganzen Multiplum 

 dieser Einheit. Die Versuche von Townsend haben 

 gezeigt, daß die von einem Gasion getragene Ladung 

 in der Mehrzahl der Fälle dieselbe und in ihrer Größe 

 gleich ist der von einem Wasserstoffatom bei der 

 Elektrolyse des Wassers mitgeführten Ladung. Aus 

 Messungen der Elektrizitätsmenge, die erforderlich ist, 

 um 1 g Wasserstoff bei der Elektrolyse freizumachen, 

 kann abgeleitet werden, daß Ne = 1,29 X 10 10 elek- 

 trostatischen Einheiten ist, wo N, wie oben, die Zahl der 

 Wasserstoffmoleküle in 1 cm 3 Gas und e die von jedem 

 Ion getragene Ladung ist. Wenn e experimentell be- 

 stimmt wird, kann der Wert von N sofort aus dieser 

 Beziehung abgeleitet werden. 



Die erste direkte Messung der vom Ion getragenen 

 Ladung wurde von Townsend 1S97 gemacht. Wenn 

 eine Lösung von Schwefelsäure elektrolysiert wird, 

 findet man, daß der frei gewordene Sauerstoff in einer 

 feuchten Atmosphäre eine dichte Wolke entstehen 

 läßt, die aus kleinen Wasserkügelchen zusammengesetzt 

 ist. Jeder dieser kleinen Tropfen trägt eine negative 

 Ladung von Elektrizität. Die Größe der Kügelchen 

 und folglich ihr Gewicht wurde mit Hilfe der Stok es- 

 schen Formel abgeleitet durch die Beobachtung der 

 Fallgeschwindigkeit der Wolke unter der Schwere- 

 wirkung. Das Gewicht der Wolke wurde gemessen, 

 und da man das Gewicht eines jeden Kügelchens kennt, 

 wurde die Gesamtzahl der anwesenden Tropfen be- 

 stimmt. Da die Gesamtladung gemessen war, die die 

 Wolke trug, wurde die Ladung e, die jeder Tropfen 

 trug, abgeleitet. Der Wert von e, der von jedem 

 Tropfen getragenen Ladung, wurde nach dieser Me- 

 thode als etwa 3,0 X 10 — 10 elektrostatische Einheiten 

 gefunden. Der entsprechende Wert von N ist etwa 

 4,3 X 10". 



Wir haben bereits die" von C. T. R. Wilson ent- 

 deckte Methode erwähnt, jedes Ion sichtbar zu machen 

 durch Kondensation von Wasser auf ihm durch eine 

 plötzliche Ausdehnung des Gases. Diese Eigenschaft 

 wurde von Sir Joseph Thomson benutzt, um die 

 von jedem Ion getragene Ladung e zu messen. Wenn 

 die Ausdehnung des Gases einen bestimmten Wert 

 übersteigt, kondensiert sich das Wasser sowohl auf 

 den negativen wie auf den positiven Ionen, und eine 

 dichte Wolke von kleinen Wassertropfen erscheint. 

 J.J.Thomson fand e = 3,4 X 10" 10 , H.A. Wilson 

 e = 3,1 X 10~ 10 und Millikan und Begeman 

 .= 4,06 X 10 — 10 . Die entsprechenden Werte von iV 

 sind bzw. 3,8, 4,2 und 3,2 X 10 19 Diese Methode 

 ist sehr interessant und wichtig, da sie eine Methode 

 liefert, direkt die Zahl der im Gase erzeugten Ionen 

 zu zählen. Eine exakte Bestimmung von e nach 

 dieser Methode ist aber leider mit großen experi- 

 mentellen Schwierigkeiten behaftet. 



Moreau hat jüngst die Ladung gemessen, die 

 von den negativen , in Flammen erzeugten Ionen ge- 

 tragen wird. Die für e und N abgeleiteten Werte 

 waren bzw. 4,3 X lO" 10 und 3,0 X 10 19 . 



Wir haben früher in der Abhandlung die Arbeit 

 von Ehrenhaft erwähnt über die Brownsche Be- 

 wegung, die der ultramikroskopische Silberstaub in 

 Luft zeigt. In einer neulichen Abhandlung (1909) 

 hat er gezeigt, daß jedes dieser Teilchen eine positive 

 oder negative Ladung trägt. Die Größe eines jeden 

 Teilchens wurde mit dem Ultramikroskop gemessen 

 und auch durch die Fallgeschwindigkeit unter der 

 Schwerewirkung. Die von jedem Teilchen getragene 

 Ladung wurde aus der gemessenen Masse des Teil- 

 chens und seiner Bewegungsgeschwindigkeit im elek- 

 trischen Felde abgeleitet. Der mittlere Wert von e 

 wurde zu 4,6 X 10~ 10 gefunden, und so wird N 

 2,74 X 10 19 . 



Eine dritte wichtige Methode zur Bestimmung von 

 N aus radioaktiven Daten haben Rutherford und 

 Geiger 1908 geliefert. Die von jedem vom Radium 

 ausgeschleuderten «-Teilchen getragene Ladung wurde 

 gemessen durch direkte Bestimmung der gesamten, 

 von einer gezählten Menge von a-Teilchen getragenen 

 Ladung. Der Wert der Ladung auf jedem «-Teilchen 

 wurde zu 9,3 X 10 — 10 gefunden. Aus der Erwägung 

 des allgemeinen Augenscheins wurde geschlossen, daß 

 jedes «-Teilchen zwei positive Ladungseinheiten trägt, 

 so daß der Wert von e 4,65 X 10 — 10 wird und der von 

 iV 2,77 X 10 1<J . Diese Methode verdient großes Ver- 

 trauen , da die bezüglichen Messungen direkte sind 

 und genau sein können. 



Die bisher auseinandergesetzten Methoden zur Be- 

 stimmung von e haben von direkten Versuchen abge- 

 hangen. Diese Erörterung würde jedoch nicht vollständig 

 sein ohne den Hinweis auf eine wichtige Bestimmung 

 von e aus theoretischen Erwägungen durch Planck. 

 Aus der Verteilung der Energie im Spektrum eines 

 heißen Körpers fand Planck, daß e = 4,69 X 10~ 10 

 und JV = 2,80 X 10 19 ist. Aus Gründen, auf 

 die wir hier nicht eingehen können, muß dieser 



