200 
tretende Beschränkung der möglichen Vorgänge 
bedeuten. 
Bei den großen Erfolgen der h-Theorie ist es 
besonders wichtig, abgesehen von der Aufklärung 
der physikalischen Bedeutung, noch innere Wider- 
sprüche zu beseitigen. Planck hat, um einem 
solchen zu entgehen, seine ursprüngliche Theorie 
abgeändert. Die Erfahrung hat nämlich gezeigt, 
daß alle Vorgänge der Lichtabsorption und Licht- 
brechung sich so verhalten, daß sie ohne Anwen- 
dung der A-Theorie erklärt werden können. Die 
Absorption des Lichts findet auch in beliebig 
kleinen Beträgen statt und man kann eine Licht- 
welle so abschwächen, daß das einzelne Atom 
längere Zeit braucht, um ein Energieelement zu 
absorbieren. Es ist nicht einzusehen, was ge- 
schehen soll, wenn die Lichtwelle abbricht, bevor 
die Absorption eines Energieelements durch das 
Atom beendet ist. Hierdurch wurde Planck ver- 
anlaßt, seine ursprüngliche Theorie auf den Vor- 
gang der Aussendung von Strahlung zu be- 
schränken. Nach dieser Auffassung soll die 
h-Theorie nur auf den Vorgang der Aussendung 
des Lichts Anwendung finden, bei der Absorption 
soll sie keine Rolle spielen. Das letztere wird 
sich kaum buchstäblich durchführen lassen, denn 
die h-Theorie stellt die Lage der einfachen Serien- 
linien im Spektrum mit großer Genauigkeit dar 
und die Absorption findet z. B. beim Wasserstoff 
nur für die Wellenlängen dieser Linien statt. 
Aber die Möglichkeit, daß die Lichtaussendung 
als elementarer Prozeß nicht einfach die Um- 
kehrung der Lichtabsorption ist, besteht jeden- 
falls. Das Kirchhoffsche Gesetz würde dann auch 
nur als statistisches Gesetz für die Mittelwerte 
der ausgesandten und absorbierten Energie gelten. 
Über die Frage, ob die ältere oder die neuere 
Form der h-Theorie den Tatachen besser ent- 
spricht, sind die Akten noch nicht geschlossen, 
wie denn überhaupt ein logisch lückenloser Aufbau 
der Theorie noch nicht möglich ist. Aber durch 
die mannigfachen Anwendungen ist-sie anregend 
gewesen, wie wenig andere Theorien. So wird 
sie auch noch für lange Zeit als neugewonnenes 
Gebiet die Arbeit der Physiker in Anspruch 
_ nehmen, dafür aber reiche Erträge versprechen. 
Quantentheorie und neuer Wärmesatz 
Von Geh.-Rat Prof. Dr. W. Nernst, Berlin. 
Die kinetische Theorie der Wärme und die 
Thermodynamik berühren sich zwar in ihren An- 
wendungen gegenseitig sehr häufig und behan- 
deln sogar vielfach gleiche Fragen; trotzdem sind 
sie im Grunde von einander ganz unabhängig. 
Denn die erstere Disziplin geht von atomisti- 
schen Vorstellungen aus und hat bei ihrer wei- 
teren Entwicklung zahlreiche neue Hypothesen 
zur Hilfe ziehen müssen, während die Thermo- 
dynamik bekanntlich derjenige Zweig der theore- 
tischen Physik ist, der überhaupt mit einem Minfr- 
mum von Voraussetzungen operiert. 

Nernst: Gaintenthoas aud neuer Watmesatz, 
rie der Wärme kurz darzulegen, worüber wir 





































= ‘ [ Die Natur 
wissenschafter 
Die atomistischen Theorien ferner sind in 
fortwährender Neu- oder gar Umgestaltung be- 
griffen, wie ein Blick auf die Geschichte der kine- 
tischen Theorie der Wärme lehrt. Die Lehrsatze | 
der Thermodynamik hingegen haben sehr ras@y) 
ihre abschließende Gestaltung gewonnen: der be 
rühmten Schrift von Helmholtz „Erhaltung der | 
Kraft“ hat die spätere Zeit nichts hinzuzufügen | 
gehabt; das Prinzip von Carnot wurde von Ülau- | 
sius unverändert übernommen, allerdings durch 
die präzise, mathematische Formulierung vertieft 
und auf die endgültige Form gebracht. Der neue 
Wärmesatz schließlich erhielt von mir schon in 
der ersten Arbeit seine für alle praktischen An- | 
wendungen bisher unverändert gebliebene Form, 
woran, wie zu vermuten ist, auch die Zukunft | 
nichts ändern dürfte; ich glaube sogar kürzlich } 
gezeigt zu haben, daß damit die Thermodynamik” 
im engeren Sinne erschöpft ist.t) 3 
Die Lehrsätze der Thermodynamik sind sämt 
lich aus Abstraktionen eines mehr oder weniger 1 
ausgedehnten Beobachtungsmaterials entstanden, | 
das übrigens zum Teil mehr negativen Charakters” 
war (klassisches Beispiel: Scheitern aller Ver | 
suche zur Konstruktion eines perpetuum mobile) Se 
kinetische Vorstellungen haben ‚sicherlich Carnot — 
nicht zur Aufstellung seines Prinzips geführt, | 
und weder Julius Robert Mayer, noch Helmholtz 
haben solche als Leitstern ihrer Überlegungen be 
nutzt. Von meinem Wärmesatze kann man, wie 
das Nachfolgende lehren wird, sogar behaupten, 
daß er mit den zurzeit seiner Auffindung herr- 
schenden kinetischen Vorstellungen in seiner All: 
gemeinheit nicht einmal vereinbar war. 
Es lag aber in der Natur der Sache, daß man 
nach Auffindung der Lehrsätze der Thermodyna- 
mik letztere mit den kinetischen Vorstellungen 
in Einklang zu bringen suchte, indem man sich 
bemühte, jene Lehrsätze aus der kinetischen ~ 
Theorie der Wärme abzuleiten. Was das Gesetz 
von der Erhaltung der Energie anlangt, so hat 
hierfür bereits Helmholtz einen, wie es in der 
Natur der Sache liegt, allerdings nur lücken 
haften Beweis gegeben; für den zweiten Wärme- 
satz war es bekanntlich Boltzmann, der die enge 
Beziehung zwischen Entropiefunktion und Wahr 
scheinlichkeit eines Zustandes aufdeckte und so 
in der Tat ein tieferes Verständnis der klassischen 
Thermodynamik ermöglichte. 
Unsere Aufgabe soll es hier sein, das” Verhält- 
nis des neuen Wärmesatzes zur kinetischen Theo- 
dank den Plancksehen Arbeiten vollständige 
Klarheit uns zu verschaffen vermögen. 
Überzeugen wir uns zunächst, daß bei dem 
denkbar einfachsten Falle, nämlich dem eines id 
alen Gases, kinetische Theorie und neuer Wärme 
satz mit einander unvereinbar sind. Die klassische 

1) Näheres hierüber wie auch besonders über die 
weiter unten besprochene Theorie der Entartung der 
Gase findet sich bei Nernst, Grundlagen des neuen 
Wirmesatzes, 1918 bei Knapp in Halle. 
® 
