602 XXVI. Jahrg. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



1911. Nr. 47. 



«-Strahlen wegen ihrer großen Masse und Energie im 

 allgemeinen sehr klein ist. Doch kommen vereinzelt 

 auch Behr große Ablenkungen vor. So fand beispielsweise 

 Geiger, daß etwa 1 von 20000 «-Teilchen beim Durch- 

 gang durch 0,00004 mm Goldfolie eine Ablenkung von 90" 

 erfuhr. Diese starke Ablenkung kann, wie eine ver- 

 hältnismäßig einfache Rechnung lehrt, nicht dadurch zu- 

 stande kommen, daß dasselbe K-Teilchen wiederholt kleine 

 Ablenkungen erfährt, die in ihrer Summe eine große 

 Streuung ergeben, sondern sie muß beim Zusammenstoß 

 mit einem einzigen Atom entstehen. Das «-Teilchen geht 

 aller Wahrscheinlichkeit nach durch das Atom hindurch 

 und erfährt dabei eine Ablenkung, die durch das starke 

 elektrische Feld innerhalb des Atomsystems hervorgerufen 

 wird. Daher muß ein eingehendes Studium der Streuung, die 

 u- und /^-Strahlen beim Durchgang durch Materie erfahren, 

 einigen Aufschluß über die Struktur der Materie bieten. 



Der Verf. unterscheidet zwischen der „Einzelstreuung", 

 das ist eine Ablenkung um einen beträchtlichen Winkel 

 durch Zusammentreffen des «-Teilchens mit einem einzigen 

 Atom und der „zusammengesetzten" Streuung, die die 

 Summe aus vielen kleinen Ablenkungen darstellt. Er be- 

 trachtet nun ein Atom von einfacher Struktur, das im- 

 stande sein soll, große Ablenkungen eines «-Teilchens, 

 also Einzelstreuung, hervorzurufen. Die Berechtigung 

 der gemachten Annahmen wird dann an der Über- 

 einstimmung ihrer notwendigen Folgerungen mit den 

 experimentellen Daten geprüft. 



Für das Atom wird folgende Struktur vorausgesetzt. 

 Im Zentrum befindet sich eine positive elektrische Ladung, 

 etwa das Hundertfache des Elementarquantums, eine 

 gleich große, aber entgegengesetzte ist gleichförmig auf 

 einer Kugel um das Zentrum verteilt, deren Radius von 

 der Größenordnung des Atomradius, also 10— 8 cm ist. 

 Bewegt sich nun ein «-Teilchen gegen das Zentrum des 

 Atoms, so wird es durch das elektrische Feld des Atoms 

 in einer Entfernung vom Zentrum zur Ruhe kommen, 

 die bei der durchschnittlichen Geschwindigkeit der 

 «-Teilchen und der angenommenen Größe der elektrischen 

 Ladung im Atom etwa 10— 13 cm beträgt. Das «-Teilchen 

 kommt also, bevor es in seiner Bewegung einhält oder 

 umkehrt, so nahe an die zentrale Ladung, daß nur deren 

 elektrisches Feld zur Wirksamkeit kommt. Auf dieser 

 Grundlage vermag der Verf. sowohl die Streuung wie die 

 Geschwindigkeitsänderung zu berechnen , die ein «- bzw. 

 /J-Teilchen durch ein Atom, auf das es trifft, erfährt. 

 Beispielsweise wird ein «-Teilchen, das durch ein einziges 

 Atom Gold um 90" abgelenkt wird, eine Geschwindigkeits- 

 änderung von 2% erleiden, während unter sonst gleichen 

 Umständen ein Aluminiumatom eine Geschwindigkeits- 

 änderung von 14 % bedingen wird. Danach muß die 

 Geschwindigkeitsänderung für leichtere Atome größer 

 sein als für schwerere, ein Punkt, der einer experimentellen 

 Prüfung zugänglich ist. 



Zum Schluß vergleicht der Verf. einige Folgerungen 

 seiner Theorie mit den experimentell gefundenen Daten, 

 soweit solche vorliegen. Von besonderem Interesse sind 

 die Messungen Geigers über den wahrscheinlichsten 

 Ablenkungswinkel. Er fand, daß für «-Strahlen beim 

 Durchgang durch eine Goldfolie, die in ihrem Absorptions- 

 vermögen 0,76 cm Luft äquivalent war, der wahrschein- 

 lichste Ablenkungswinkel 1" 40' betrug. Nach der oben 

 entwickelten Theorie ergibt sich hieraus, daß die zentrale 

 Ladung eines Goldatoms 97 Eleinentarquanten betragen 

 muß. Für eine Goldschicht, die so viel «-Strahlen ab- 

 sorbierte wie 2,12cm Luft, fand Geiger als wahrschein- 

 lichsten Streuungswinkel 3" 40'. Die zentrale Ladung des 

 Goldatoms berechnet sich hiernach zu 114 Elementar- 

 quanten. Aus den Resultaten Geigers ergibt sich im 

 Verein mit der Ru th er for dachen Theorie, daß die zen- 

 trale Ladung eines Atoms angenähert proportional dem 

 Atomgewicht ist. Zu demselben Ergebnis führen die 

 Beobachtungen Crowthers über die Streuung der 

 /^-Strahlen beim Durchgang durch Materie. 



Die eingangs dargelegten Annahmen von der Struktur 

 des Atoms erfahren durch die experimentellen Befunde 

 eine Stütze. Dabei sind alle bisherigen Resultate davon 

 unabhängig, ob man der zentralen Ladung ein positives 

 oder ein negatives Zeichen zuschreibt. Setzt man die zen- 

 trale Ladung als positiv voraus, so kann man die hohe 

 Geschwindigkeit der «-Strahlen erklären, ohne annehmen 

 zu müssen, daß die «-Teilchen von Anfang an im Atom in 

 Rotation begriffen sind. Denn wenn die positiv geladenen 

 «-Teilchen sich vom zentralen positiven Kern des radio- 

 aktiven Atoms loslösen, so müssen sie beim Passieren des 

 elektrischen Feldes im Atom eine hohe Geschwindigkeit 

 erlangen. Weitere Konsequenzen des hier Entwickelten 

 sollen noch experimentell geprüft werden. Meitner. 



J. W. Spencer: 1. Beziehung des Niagaraflusses 

 zur Eiszeit. (Bulletin of the Geological Society of 

 America 1910, 21, p. 433—440.) — 2. Relative Wirk- 

 samkeit der beiden Niagarafälle. (Ebenda, 

 p. 441 — 446.) — 3. Unterbrechung im Fließen 

 der Niagarafälle im Februar 1909. (Ebenda, 

 p. 447 — 448.) — 4. Über den Brennpunkt der 

 postglazialen Erhebung im Norden der 

 Großen Seen. (Journal of Geology 1911, 19, p. 57 

 —60.) 

 Die Geschichte des Niagara und der Großen Seen ist 

 eine der interessantesten geologischen Fragen, über die 

 schon zahlreiche Arbeiten, in letzter Zeit besonders von 

 Herrn Spencer (vgl. Rdsch. 1909, XXIV, 125) und von 

 Leverett (Rdsch. 1911, XXVI, 314) erschienen sind. In 

 den vorliegenden Ausführungen ergänzt der erste in 

 mehrfacher Beziehung, was er in seinem 1907 erschienenen 

 großen Werke über die Niagarafälle entwickelt hatte. In 

 dem ersten Aufsatze beschäftigt er sich besonders mit 

 dem alten Talzuge, der von dem Niagarawirbel nach 

 Saint Davids führt. Diese jetzt wieder verschüttete 

 Schlucht wird von massivem Kalkstein begrenzt, der deut- 

 liche Schrammen in der Richtung S 60" W, schwächere 

 in der Richtung S 60" E und auch S trägt, und ihre Breite 

 wächst von 430 m am Wirbel bis zu 550 m in 4 km Ent- 

 fernung. In den die Schlucht ausfüllenden Schichten, 

 deren Oberfläche 104 m über dem Ontariosee liegt, hat 

 man bis zu 82 m Tiefe gebohrt, 7,6 m über dem Spiegel 

 des Niagarawirbels. Erst 10 m über diesem Spiegel kam 

 man nach Durchbohrung der obersten Tonschichten wieder 

 auf wasserhaltende Schichten. In der Reihenfolge der 

 Schichten sind nach Herrn Spencer mehrere interglaziale 

 Horizonte zu unterscheiden. 



Besonderes Interesse bietet der in 56 m Tiefe erreichte 

 und bis zu 67 m reichende Horizont, der einer inter- 

 glazialen Landoberfläche entspricht. Obenauf liegt hier 

 eine 15 cm starke feine, weiße, sandige, desoxydierte 

 Schicht mit Zweigen und einem wohlerhaltenen Stamm 

 einer nördlichen weißen Pechtanne. Sie liegt auf einem 

 graulichen, tonigen Sand, der nach Entfernung der kalkigen 

 und eisenhaltigen Bestandteile der oberen desoxydierten 

 Schicht sehr ähnlich ist. Auch hier finden sich Baum- 

 zweige. AVir haben es hier also mit Resten eines auf 

 kühles Klima hinweisenden Waldes zu tun, nach dessen 

 Bestehen drei bis vier Eiszeiten gefolgt sind. Vor dieser 

 kühlen Periode der „Waldschlucht" (Forest-Glen), die als 

 Post-Illinoiaan (vgl. Rdsch. 1909, XXIV, 470) betrachtet 

 werden kann, sind wenigstens zwei glaziale Formationen 

 in dem Tale abgelagert worden, welche es mit 30, wenn 

 nicht 60 m mächtigen Schichten erfüllten. Es liegt Grund 

 zu der Annahme vor , daß die Schlucht während der 

 Waldperiode gleichaltrig mit den Schluchten in den 

 fossilienführenden Schichten von Toronto war, die nach 

 Chamberlin und Leverett der dem Illinoisan folgen- 

 den Zwischeneiszeit angehören. Die in den Felsen ein- 

 gegrabene Wirbelschlucht , die ein größeres Maß von 

 Erosion zeigt, als während und seit der Eiszeit wirkte, 

 muß also um wenigstens zwei Glazialperioden älter sein 



