Naturwissenschaftliche Rundschau. 



"Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem Gesamtgebiete der Naturwissenschaften. 



XXVI. Jahrg. 



28. September 1911. 



Nr. 39. 



J. J. Thomson: Eine neue Methode chemischer 

 Analyse. (Vortrag, gehalten in der Royal In- 

 stitution am 7. April.) (Nature 1911, vol. 86, S. 466 

 —469.) 

 Der Verf. ist im Laufe seiner zahlreichen Unter- 

 suchungen über Kanalstrahlen darauf aufmerksam 

 geworden, daß diese Strahlen einer Anwendung auf 

 chemische Probleme fähig sind. Die genauere Dar- 

 legung dieses Gedankens, sowie seine praktische Ver- 

 wertung bildet den Inhalt dieses Vortrages. 



Wenn in einem Entladungsrohr Kanalstrahlen er- 

 zeugt werden, so sind die Träger der Strahlen Atome, 

 Moleküle oder Molekülkomplexe des in dem Kohr vor- 

 handenen Gases. Läßt man ein paralleles Strahlen- 

 bündel auf eine senkrecht zur Strahlenrichtung orien- 

 tierte photographische Platte fallen, so erzeugt es 

 daselbst einen dunkeln Fleck. Wird nun gleichzeitig 

 ein elektrisches und ein magnetisches Feld erregt, so 

 werden die Strahlen abgelenkt und der Fleck wird 

 verschoben. Die Größe der Verschiebung hängt von 

 der Geschwindigkeit v der Strahlen und von dem Ver- 

 hältnis ihrer Masse zur Ladung m'e ah. m/e ist für 

 jedes Gas eine konstante Größe, dagegen kommen im 

 selben Kanalstrahlenbündel verschiedene Geschwindig- 

 keiten vor und dementsprechend verschieden starke 

 Ablenkungen. Der dunkle Fleck erscheint daher beim 

 Erregen des elektrischen und magnetischen Feldes in 

 eine parabolische Kurve ausgezogen. Jedem Typus 

 der verschiedenen Träger, also jedem m/e, entspricht 

 eine bestimmte Kurve und da e eine Konstante ist, so 

 entspricht also jedem m eine .bestimmte Kurve. Aus 

 der Anzahl der Kurven läßt sich daher nicht nur die 

 Zahl der vorhandenen Träger der Kanalstrahlen be- 

 stimmen, sondern die Form der Kurve ermöglicht auch 

 eine Bestimmung des Atomgewichtes und somit der 

 Natur des Trägers. Auf diese Weise läßt sich fest- 

 stellen, ob ein Element, beispielsweise Sauerstoff, in 

 dem Entladungsrohr vorhanden ist, ferner auch unter 

 welchen Bedingungen es vorhanden ist, ob in Form 

 von Atomen, Molekülen oder Molekülkomplexen. 



So hat der Verf. beispielsweise ein Kanalstrahlen- 

 spektrum einmal in Stickstoff, der aus Stickstoff- 

 verbindungen hergestellt war, photographiert und 

 dann in Stickstoff, der aus der atmosphärischen Luft 

 genommen war. Mit dem letzteren wurde eine m/e- 

 Kurve erhalten, die im ersteren nicht auftrat und 

 einem Atomgewicht m = 40 , verglichen mit dem des 

 Wasserstoffs, entsprach. Nun enthält bekanntlich 



Stickstoff aus der Atmosphäre Argon, dessen Atom- 

 gewicht 40 ist und das sich im chemisch gebundeneu 

 Stickstoff nicht findet. Die Methode der Kanal- 

 strahlenspektra hat daher gegenüber der gewöhnlichen 

 Spektralanalyse den Vorteil, daß sie nicht nur das 

 eventuelle Vorhandensein eines neuen Elementes an- 

 zeigt, sondern auch gleich insofern über die Natur 

 desselben Aufschluß gibt, als sie das Atomgewicht er- 

 kennen läßt. Ja der Verf. gibt an , daß auch die 

 Empfindlichkeit der Kanalstrahlenmethode größer ist 

 als die der Spektralanalyse. Beispielsweise konnte er 

 wiederholt aus den Ablenkungskurven der Kanal- 

 strahlen das Vorhandensein von Helium nachweisen, 

 wo mit dem .Spektroskop nicht einmal Andeutungen 

 für Helium erhalten werden konnten. 



Dabei war es möglich, die Kanalstrahlenmethode 

 bereits so weit zu vervollkommnen, daß das Atom- 

 gewicht irgend einer Substanz bis auf 1 °/ genau be- 

 stimmbar ist und nur 1 / 100 mg Substanz anwesend zu 

 sein braucht. Das gleichzeitige Vorhandensein anderer 

 Substanzen stört die Resultate für eine bestimmte 

 Substanz nicht, es treten eben nur die den verun- 

 reinigenden Substanzen entsprechenden m/e -Kurven 

 auch auf. Diese Umstände lassen die Methode be- 

 sonders für Atomgewichtsbestimmuugen der Emana- 

 tion und überhaupt der Zerfallsprodukte radioaktiver 

 Substanzen geeignet erscheinen. 



Da ferner die Kanalstrahlen ihre photographische 

 Wirkung in weniger als einer Millionstel-Sekunde 

 nach ihrer Entstehung hervorrufen, so gestatten sie, 

 falls in dem Entladungsrohr chemische Prozesse vor sich 

 gehen, einen sehr guten Einblick in die Natur derselbeu. 



Zum besseren Verständnis sei hier ein Versuch 

 mit seinen Resultaten in extenso angeführt. Als Gas- 

 füllung diente aus der Luft hergestellter Stickstoff. 



Die Kaualstrahlen wurden elektrisch und magne- 

 tisch abgelenkt, und der Verf. hat aus den erhaltenen 

 Kurven das Vorhandenseiu nachstehender Elemente 

 gefolgert. Die als Index beigesetzten Zahlen zeigen 

 an, ob es sich um Atome oder Moleküle handelt, die 

 Zeichen -4- und — geben Vorzeichen und Zahl der 

 elektrischen Ladung der Teilchen an, die links an- 

 gefügten Zahlen sind die aus den Kurven berechneten 

 m- Werte. Also beispielsweise bedeutet 6,80 N +4 ., daß 

 es sich um ein doppelt geladenes Stickstoffatom 

 handelt, aus dessen m/e wegen der doppelten Ladung 

 nur das halbe Atomgewicht herauskommt. 



