Naturwissenschaftliche Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem G-esamtgebiete der Naturwissenschaften. 



XXVI. Jahrg. 



2. März 1911. 



Nr. 9. 



H. Geiger: Neuere Forschungen über die 05- 

 Strahlen. (Physikalische Zeitschrift 1910, Jahrg. 11, 

 S. 676—695.) 



Der Verf. gibt in der vorliegenden Arbeit eine 

 außerordentlich klare Übersicht über den gegenwärtigen 

 Stand unserer Erkenntnis bezüglich der Natur der 05- 

 Strahlen, deren wichtigste Punkte im folgenden er- 

 örtert werden sollen. 



Die radioaktiven Substanzen senden bekanntlich 

 drei Gruppen von Strahlen aus, die als «-, ß- und 

 y-Strahlen bezeichnet werden. Die a-Strahlen sind 

 positiv geladene Atomstrahlen, wie zuerst Ruther- 

 ford durch die magnetische und elektrische Ab- 

 lenkung der Strahlen nachwies. Aus der Größe der 

 Ablenkung ließen sich in der bekannten Weise die 

 Geschwindigkeit v und das Verhältnis von Ladung 

 zur Masse e/m bestimmen. Bragg und Kleeman 

 zeigten dann, daß die ß-Strahleu von ein und der- 

 selben radioaktiven Substanz immer mit derselben 

 Geschwindigkeit ausgeschleudert werden, beispielsweise 

 die «-Strahlen vom Radiuni C mit der Geschwindig- 

 keit von 2,06 . 10 9 em/sec. Die Geschwindigkeit, mit 

 der die a-Strahlen das radioaktive Atom verlassen, 

 kann daher direkt als Charakteristikum für die be- 

 treffende «-strahlende Substanz dienen. Der Wert 

 von e/m hingegen ist nach den Versuchen von 

 Rutherford und Hahn für alle «-Strahlen derselbe, 

 nämlich halb so groß als derjenige des Wasserstoff- 

 ions. Das erklärt sich dadurch, daß, wie aus noch 

 später zu besprechenden Versuchen erwiesen wurde, 

 die a-Teilchen Heliurnatome mit doppelter Ionenladung 

 sind. Der Nachweis, daß die «-Teilchen die doppelte 

 Ionenladung besitzen, wurde dadurch erbracht, daß 

 einerseits die von einer bestimmten Menge Radium 

 ausgeschleuderten «-Teilchen gezählt, andererseits die 

 von diesen a-Teilchen transportierte Ladung gemessen 

 wurde. Die Zählung der a-Teilchen wurde von 

 Rutherford und Geiger nach einer elektrischen 

 Methode durchgeführt. Es ergab sich hierbei das 

 Resultat, daß ein Gramm Radium, das frei von seinen 

 Zerfallsprodukten ist, 3,4 . 10 10 «-Teilchen pro Sekunde 

 aussendet; im Gleichgewicht mit der Emanation und 

 dem rasch zerfallenden Niederschlag (RaA, RaB und 

 RaC) sendet es viermal soviel a-Teilchen aus. Die 

 Ladung der a-Teilchen wurde zu 9,3 . 10 — 10 absolute 

 Einheiten bestimmt. Da Planck für die Ladung 

 des einwertigen Ions aus seiner Theorie den Wert 

 4,69 . 10 -10 berechnet hat, so mußte aus den erwähnten 

 Resultaten der Schluß gezogen werden, daß die a- 



Teilchen die doppelte Ionenladung mit sich führen. 

 Das bestätigten auch die Resultate Regeners, der für 

 die Ladung der a-Teilchen von Polonium den Wert 

 9,58. 10 -10 fand. Da nun das Verhältnis e/m für die 

 «-Strahlen etwa halb so groß wie für Wasserstoffionen 

 ist, da ferner ihre Ladung doppelt so groß wie die des 

 Wasserstoffions ist, so muß die Masse des a-Teilcheus 

 auf Wasserstoff bezogen rund den Wert 4 haben. 

 Dies stützt die Ansicht, daß das «-Teilchen ein Helium- 

 atom ist. 



Es wurden aber auch direkte Beweise hierfür er- 

 bracht. Abgesehen davon, daß in allen radioaktiven 

 Mineralien Helium gefunden wurde, kann aus der 

 bekannten Anzahl der pro Sekunde von einer bestimmten 

 Radiummenge ausgeschleuderten a-Teilchen (die Iden- 

 tität der a-Teilchen mit Heliumatomen vorausgesetzt) 

 die Heliummenge, die in einer gewissen Zeit gebildet 

 werden muß, berechnet werden. Man findet für die 

 pro Sekunde von 1 g Radium abgegebene Helium- 

 menge 5,0 . 10 — 9 cm 3 , was einer Produktion von 

 158 mm 3 pro Jahr gleichkommt. Direkte Messungen 

 von De war, die sich auf eine lange Zeitperiode er- 

 streckten, ergaben den Wert von 169 mm 3 . Ruther- 

 ford und Boltwood fanden in neuerer Zeit aus 

 Messungen mit 200 mg Ra den Wert 163 mm 3 . Diese 

 Werte stehen in sehr befriedigender Übereinstimmung 

 mit der theoretisch geforderten Zahl. Rutherford 

 und Royds haben aber noch auf ganz direktem Wege 

 den Nachweis erbracht, daß die a-Strahlen Helium- 

 atome sind. Sie ließen die a-Strahlen einer beträcht- 

 lichen Menge Radiumemanation durch ein dünn- 

 wandiges Glasrohr hindurch auf die Innenwand eines 

 evakuierten Glasrohres fallen, in dessen Oberflächen- 

 schicht sie absorbiert wurden. Ist das a-Teilchen ein 

 Heliumatom, so muß Helium langsam aus dem Glase 

 in den evakuierten Raum diffundieren. Durch Heben 

 des Quecksilberreservoirs konnte das vorhandene Gas 

 in ein Kapillarrohr zur spektroskopischen Untersuchung 

 gepreßt werden. Schon zwei Tage nach Beginn des 

 Versuches war die gelbe Heliumlinie sichtbar und 

 nach sechs Tagen konnten alle kräftigen Heliumlinien 

 beobachtet werden. 



Die Natur der a-Strahlenteilchen ist damit außer 

 jeden Zweifel gesetzt, die a-Teilchen sind Helium- 

 atome, und alle radioaktiven Körper, die a-Strahlen 

 aussenden, erzeugen also ständig Helium. 



Was nun die sonstigen Eigenschaften der a-Teilchen 

 betrifft, so ist seit langem bekannt, daß sie (im Ver- 

 gleich mit den ß- und y-Strahlen) nur ein geringes 



