Naturwissenschaftliche Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem (resamtgebiete der Naturwissenschaften. 



XXVI, Jahrg. 



2. November 1911. 



Nr. 44. 



Elektronenemission bei chemischen 

 Reaktionen. 



Von Prof. Dr. F. Haber. 



(Vortrag in der Gesamtsitzung der Naturwissenschaftlichen 



Hauptgruppe der 83. Versammlung deutscher Naturforscher und 



Ärzte in Karlsruhe am 27. September 1911.) 



(Schluß.) 



Um zu prüfen, ob diese Aussendung negativer 

 Träger wirklich darauf beruht, daß Elektronen im 

 Augenblicke der Umsetzung ausgesandt werden , läßt 

 man das indifferente Gas weg und leitet den reaktions- 

 fähigen Dampf bei sehr niedrigem Druck durch einen 

 Raum, in welchem das flüssige Metall langsam durch 

 eine Metallkapillare eintropft. Eine Vorrichtung dazu 

 ist hier aufgestellt (Demonstration). Der Apparat 

 weist gegenüber der Tropfstelle in einigen Millimeter 

 Entfernung eine Metallplatte auf, welche mit dem 

 Elektrometer verbunden ist. Es sind zwei seitliche 

 Schenkel angesetzt, von denen der eine, den wir den 

 Vorratsschenkel nennen wollen , vor der Zusammen- 

 stellung des Apparates in einem zugeschmolzenen Glas- 

 kügelchen einen kleinen Vorrat der Substanz erhalten 

 hat, die später auf das tropfende Metall einwirken 

 soll. Außerdem ist ein kleiner magnetischer Hammer 

 darin angeordnet, dessen Fall das Kügelchen in dem 

 ausgepumpten Gefäß zerbricht. Der zweite seitliche 

 Schenkel, den wir die Vorlage nennen wollen , steht 

 zugleich mit der Quecksilberluftpumpe in Verbindung. 

 Er wird beim Versuch dauernd in einem Bade von 

 flüssiger Luft gehalten. Infolgedessen destilliert der 

 reagierende Dampf aus dem Vorratsschenkel, dessen 

 Temperatur durch ein Luftbad geregelt wird, durch 

 den Tropfraum in die Vorlage hinüber. Das Luftbad 

 muß im allgemeinen zwischen — ■ 80° C und — 160" 

 gehalten werden. 



Läßt man nun z. B. Kaliumnatriumlegierung aus 

 einer Silberkapillare in den leer gepumpten Apparat 

 tropfen, so bemerkt man an dem Elektrometer keinen 

 Ausschlag. Auch wenn man eine positive oder negative 

 Spannung von 10 Volt an die Tropfkapillare legt, 

 bleibt das Elektrometer völlig in Ruhe, solange keine 

 Destillation durch den Tropfraum hindurch erfolgt. 

 Läßt man aber jetzt aus dem Vorratsschenkel , der 

 auf — 100° oder noch tieferer Temperatur gehalten 

 wird, Phosgen in großer Verdünnung durch den Tropf- 

 raum destillieren , so beobachtet man , ohne irgend 

 welche elektrischen Kräfte anzulegen, daß das Elektro- 



meter kräftig ausschlägt und eine negative Ladung 

 von rund 1 Volt annimmt. 



Damit haben wir die gesuchte Erscheinung vor 

 uns, denn wir sehen, daß ein Strahl negativer Elek- 

 trizität von der Tropfenoberfläche, an welcher die 

 Reaktion stattfindet , in die Umgebung hinausgeht. 

 Die Erscheinung vollzieht sich unter Ausschluß allen 

 Lichts, und der chemische Umsatz ist so gering, daß 

 er den Tropfen höchstens um 2° erwärmen kann. 



Aber man kann einwenden , daß die negativ ge- 

 ladenen Teilchen nicht Elektronen sein müssen, sondern 

 aus gewöhnlicher Materie bestehen können , die aus 

 unbekannter Ursache von der Tropfenoberfläche ab- 

 fliegt. Diesem Einwand begegnet die Beobachtung 

 des Einflusses, den ein schwaches magnetischen Feld 

 auf den Vorgang übt. Um das Feld hervorzubringen, 

 sind zwei Drahtspulen vorhanden, die den Tropfraum 

 zwischen sich fassen. Der magnetische Kraftfluß 

 durch diese Drahtspule trifft senkrecht auf die Ver- 

 bindungslinie von Tropfen und Auffangeplatte, also 

 auf die Richtung des elektrischen Stromes. Die 

 Wirkung dieses Kraftflusses auf die Erscheinung läßt 

 sich quantitativ voraus berechnen , wenn man den 

 Tropfen in erster Annäherung als eine zweite Platte 

 betrachtet, die parallel zu der Auffangeplatte liegt. 

 Die Berechnung ist von J. J. Thomson vor längerer 

 Zeit angestellt und benutzt worden, um nachzuweisen, 

 daß der negative Strom , der im Vakuum von einer 

 ultraviolett belichteten Platte ausgeht, aus Elektronen 

 besteht. Die Rechnung ergibt, daß dieser Strom durch 

 schwache magnetische Kräfte vermindert, bzw. auf- 

 gehobeu wird, weun seine Träger Elektronen sind, 

 während negativ geladene Wasserstoffatome als Strom- 

 träger eine mehr als 40 mal stärkere magnetische 

 Kraft, alle anderen körperlichen Träger aber noch 

 größere Kräfte verlangen. Es ist das eine dem Phy- 

 siker wohlbekannte Methode, um an elektrisch im Vakuum 

 fortgetriebenen Teilen das Verhältnis von Ladung zu 

 Masse zu bestimmen , welches für Elektronen einen 

 völlig exzeptionellen Wert besitzt. 



Das Experiment hat nun ergeben , daß in dem 

 eben geschilderten Versuche mit Phosgen und Kalium- 

 natriumlegierung bei wechselnder negativer Ladung 

 der Tropfkapillare immer mit großer Annäherung der 

 Wert des Verhältnisses herauskommt, den unter allen 

 Stoffen lediglich die Elektronen besitzen. Wir haben 

 also hier wirklich eine Reaktion vor uns, bei welcher 

 die in Umsetzung begriffene Masse so lange Elektronen 



