Nr. 3. 1912. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



XXVll. Jahrg. .'il 



fläche eine erhöhte Leitfähigkeit; allmählich aber 

 dringt ein Teil des Lichtes bis zu einer Tiefe von 

 5. 10"^ mm in das Selen ein und erhöht auch die Leit- 

 fähigkeit dieser tieferen Schichten. Eine besondere 

 Rolle spielt hier die Tatsache, daß der spezifische 

 Widerstand metallischer Schichten bis zu einer Schicht- 

 dicke von der Größenordnung 10^^ mm konstant 

 bleibt, mit abnehmender Schichtdicke dagegen sehr 

 rasch wächst. Fällt nun das Licht auf eine Selen- 

 zelle, so muß die Dicke der Oberflächenschicht, die 

 bei Bestrahlung eine erhöhte Leitfähigkeit erhält, mit 

 dem Eindringen des Lichtes erst rasch, dann langsam 

 zunehmen und sich so der kritischen Schichtdicke 

 immer mehr nähern, was eine allmähliche Widerstands- 

 abnahme der stromführenden Schicht zur Folge hat. 



Weitere Ursachen derTrägheitsind der „Spannungs- 

 effekt" und die „Dunkelträgheit" des Selens gegen 

 vStromdurchgang. Ersterer besteht darin , daß der 

 Dunkelwiderstand einer Selenzelle kleiner ausfällt, 

 wenn er bei hoher elektromotorischer Kraft gemessen 

 wird als bei niedriger, ferner nimmt die Selenzelle 

 den einer bestimmten elektromotorischen Kraft ent- 

 sprechenden elektrischen Widerstand nicht plötzlich, 

 sondern allmählich an, und zwar besonders langsam 

 bei hohen elektromotorischen Kräften, welche Er- 

 scheinung der Verf. als Dunkelträgheit bezeichnet. 



Um nun die Theorie der Leitfähigkeitsänderungen 

 im Selen zu entwickeln, knüpft Herr Ries an die 

 Arbeiten von Scholl, Wilson und Pfund an. 

 Nach Wilson zeigt trockenes Jodsilber bei ultra- 

 violetter Bestrahlung eine sehr hohe lichtelektrische 

 Entladung, d. h. es sendet Elektronen aus, während 

 violette Strahlen keine Elektronenemission auszulösen 

 vermögen. Umgekehrt wird die Leitfähigkeit des 

 Jodsilbers nur von den violetten Strahlen beein- 

 flußt, während die ultravioletten nur eine geringe 

 Wirkung haben. Man kann dies verständlich machen, 

 wenn mau annimmt, daß die von den sichtbaren 

 Strahlen ausgelösten Elektronen eine viel geringere 

 Geschwindigkeit besitzen als die von ultravioletten 

 Strahlen freigemachten. Infolgedessen können sie 

 nicht aus dem Körper austreten, sondern vermehren 

 die im Körper vorhandenen freien Elektronen, auf 

 deren Vorhandensein ja bekanntlich die elektrische 

 Leitfähigkeit beruht. Diese Verhältnisse sind in ge- 

 wisser Hinsicht direkt auf das Selen überti'agbar. Die 

 A ngaben der verschiedenen Forscher über die Abhängig- 

 keit der Leitfähigkeitsänderung des Selens von der 

 Wellenlänge des Lichtes stimmen trotz aller sonstigen 

 Abweichungen darin überein, daß die Wirkung den 

 sichtbaren Strahlen des Spektrums zukommt. Pfund 

 fand ein ausgesprochenes Maximum für rotes Licht 

 von der Wellenlänge TOOftfi; die Absorption des 

 Lichtes im Selen, gemessen an sehr dünnen Schichten, 

 stieg dagegen von den roten bis zu den violetten 

 Strahlen ständig an. Wenn nun das vom Selen ab- 

 sorbierte Licht im Atom Resonanz erregen und diese 

 Resonanz zur Auslösung von Elektronen führen soll 

 — was die allgemeine Vorstellung vom Wesen 

 photoelektrischer Effekte ist — , so müßte man er- 



warten, daß die Leitfähigkeit bei abnehmender Wellen- 

 länge zugleich mit der Absorption anwächst. Dem 

 widerspricht aber das Vorhandensein des oben er- 

 wähnten Empfindlichkeitsmaximums. Pfund erklärt 

 nun das Auftreten des Maximums für die dünnen 

 Schichten, die für die Leitfähigkeitsänderungen im 

 Lichte und die Absorption in Betracht kommen, durch 

 die bereits hier erörterte Tatsache, daß der spezifische 

 Widerstand metallischer vSchichten bis zu einer Schicht- 

 dicke von der Größenordnung 10~^ mm konstant 

 bleibt und mit abnehmender Schichtdicke sehr rasch 

 wächst. Da bei einer Wellenlänge von 700 (i(i die 

 Eindringungstiefe des Lichtes und somit die Dicke 

 der stromführenden Schicht gerade gleich der „kriti- 

 schen" Schichtdicke ist und bei kleinerer Wellenlänge 

 kleiner als diese, so muß in diesem Gebiete eine sehr 

 starke Leitfähigkeitsabnahme eintreten, die die von 

 der stärkeren Absorption herrührenden Wirkungen 

 aufhebt. Wenn nun die Wellenlänge, bei der das 

 Empfindlichkeitsmaximum auftritt, von der Ein- 

 dringungstiefe abhängt, so muß mit der Zunahme der 

 Lichtintensität wegen der dadurch bedingten Zunahme 

 der Eindringungstiefe die Lage des Maximums nach 

 der Seite der kürzeren Wellen verschoben werden. 

 Pfund hat diese notwendige Folgerung seiner Theorie 

 durch direkte Versuche bestätigt; er nimmt daher an, 

 daß das Maximum der Leitfähigkeitserhöhung in 

 Wirklichkeit im Violett liegt. Andererseits ist be- 

 sonders durch Versuche von Schmidt nachgewiesen, 

 daß Selen bei Belichtung mit ultravioletten Strahlen 

 eine starke Elektronenemission zeigt. 



Nach der Ansicht des Herrn Ries hat man sich 

 die Vorgänge im belichteten Selen folgeudei'maßen 

 vorzustellen: Die Wirkung des Lichtes auf die Leit- 

 fähigkeit des Selens ist ein Resonanzphänomen. Durch 

 Licht bestimmter Periode werden diejenigen Elektronen, 

 deren Eigenperiode mit der Periode des erregenden 

 Lichtes übereinstimmt, zum Mitschwingen angeregt und 

 in fortschreitende Bewegung versetzt. Ihre Anfangs- 

 geschwindigkeit ist — wenn das erregende Licht dem 

 sichtbaren Spektrum angehört — nicht so groß, daß 

 sie den Körper verlassen können, sie erhöhen lediglich 

 die Zahl der für den Stromtransport verfügbaren 

 Elektronen und somit die Leitfähigkeit. Die Elek- 

 tronen werden sich gegen die Oberfläche des Körpers 

 bewegen, bis die Oberfläche mit Elektronen gesättigt 

 ist (Trägheit bei Bestrahlung). Mit dem Abdunkeln ver- 

 einigen sich die Elektronen wieder mit den positiven 

 Atomen, doch werden die in die äußerste Schicht 

 eingedrungenen überschüssigen Elektronen eine ge- 

 wisse Zeit brauchen , bis sie sich mit den Atomen der 

 tiefer liegenden Schichten verbunden haben (Trägheit 

 nach der Bestrahlung, Dunkelträgheit). 



Da nach dem Wiedemann-Franzschen Gesetz 

 die elektrische Leitfähigkeit und die Wärmeleitfähig- 

 keit überall dort parallel verlaufen, wo Elektrizität- 

 und Wärmetransport von freien Elektronen besorgt 

 wird, so muß sich auch die Wärmeleitfähigkeit des 

 Selens bei Bestrahlung ändern. Tatsächlich ist dies 

 von mehreren Forschern beobachtet worden. 



