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& Heft 17.) x 
26. 4. 1918 
die klassische Thermodynamik, die sich bekannt- 
lich immer nur auf hinreichend große, viele Atome 
umfassende, Körper bezieht. 
“ 
Die Quantentheorie. 
Ihr Ursprung und ihre Entwicklung. 
ee Von Dr. Fritz Reiche, Berlin. 
- ha Satz, daß kleine Ursachen große Wir- 
kungen erzeugen, hat in der Geschichte der Phy- 
_ sik mehr als einmal seine Bestätigung gefunden. 
Denn oft ist aus den unscheinbarsten Differen- 
zen zwischen Theorie und Experiment, die der 
_ gewissenhäfte Beobachter als reell und systema- 
tisch erkannte, eine neue und bedeutsame Theorie 
4 hervorgewachsen. 
So entstand aus dem negativen Ergebnis des 
_ bekannten Michelson- -Morleyschen Interferenz- 
_ versuches, - der mit den schärfsten Mitteln der 
optischen Feinmessung die Wirkung der Erd- 
_ bewegung auf die Lichtausbreitung aufdecken 
sollte, das Gebäude der Einsteinschen Relativi- 
_ titstheorie mit allen ihren umwälzenden Konse- 
sf een. 
“So hat sich auch aus geringfügigen Diskre- 
_ panzen zwischen den gemessenen und berechneten 

Werten der Strahlung des schwarzen Körpers die ~ 
’ von Max Planck begründete Quantentheorie ent- 
us wickelt, die berufen war, im Laufe der Zeit in 
= fast allen Gebieten der 
größten Stils zu entfachen. 
Die Quantentheorie ist noch verhältnismäßig 
ra jung, und es ist daher nicht zu verwundern, daß 
i wir einer unabgeschlossenen, im stärksten Ent- 
= wieklungsflusse befindlichen Theorie gegenüber- 
Physik Revolutionen 
“stehen. Aber gerade aus diesem Grunde und. 
_ wegen ihrer umfassenden und erstaunlichen 
“3; Leistungen, die sich — man möchte fast sagen — 
täglich vermehren, ist es von großem Reiz, einen 
2 Uberblick iiber ite bisherige Lebensgeschichte der 
Quantenlehre zu versuchen. 
0.1. Der Ursprung der Quantenhypothese. 
= . Das Geburtsjahr der: Quantentheorie ist das 
Jahr’ 1900. Als in den vorangehenden Jahren 
-(1897—99) Lummer und Pringsheim ihre grund- 
 legenden Strahlungsmessungen am - schwarzen 
Körper durchführten, da konnten sie nicht ahnen, 
daß ihre sorgfältigen Versuche zum Ausgangs- 
punkt einer so weittragenden Umwälzung wur- 
= _ den, wie sie die Physik wohl selten erlebt hat. 
Im Vordergrunde-des Interesses auf dem Gebiete 
der -Wärmestrahlung stand damals die Strahlung 
des „schwarzen Körpers“, d. h. 
‚pers, der alle auf ihn fallende Strahlungsenergie 
‚vollständig verschluckt? . Er allein besitzt, wie 
Gustav. Kirchhoff bewiesen hat, unter allen Kör- 
= pern die folgende ausgezeichnete Eigenschaft: 
die Strahlung, die er aussendet, hängt, wenn 
man sie spektral zerlegt, nur von der Schwin- 
 Sungezall v und von der absoluten Temperatur 7 
des Körpers ab. Es ist also, wie man sagt, die 



Reiché: Die Quantentheorie. 
desjenigen Kör- 

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„monochromatische  Strahlungsintensität“ des 
schwarzen Körpers 8,1), eine Funktion allein 
von der Temperatur 7 und der Schwingungs- 
zahl v: 
Gi N A e| 
Diese funktionale Abhängigkeit einerseits zu be- 
rechnen, andererseits zu messen, war ein derzeit 
noch ungelöstes Problem. Einwandfreie Messun- 
gen waren natürlich erst möglich, nachdem auf 
Grund eines Kirchhoffschen Satzes durch Lum- 
mer und Willy Wien der schwarze Körper reali- 
siert worden war, und zwar als ein gleichmäßig 
geheizter, innen geschwärzter Hohlraum mit einer 
kleinen Öffnung, durch welche die zu messende 
Strahlung nach außen dringt. Der Untersuchung 
dieser schwarzen Strahlung in ihrer Abhängigkeit 
von der Schwingungszahl und der Temperatur 
des emittierenden Körpers waren die Arbeiten 
von Lummer und Pringsheim gewidmet. 
Während so die Experimentalforschung ihren 
Weg ging, war die Theorie nicht müßig geblieben, 
sondern hatte ihr durch Aufstellung dreier wich- 
tiger Gesetze vorgearbeitet. An erster Stelle 
hatte Boltzmann mit Hilfe der Elektrodynamik 
und Thermodynamik das von Stefan schon vor- 
her ausgesprochene Gesetz bewiesen, daß beim 
schwarzen Körper die Gesamtstrahlung aller 
zusammen, also die Größe 
Schwingungszahlen 
oo 
[max proportional der vierten Potenz seiner 
0 
absoluten Temperatur wachse. In weitere Fein- 
heiten drangen die von W.- Wien=aufgestellten 
Sätze. Indem Wien sich die schwarze Strahlung 
in einem Hohlraum mittels eines beweglichen 
reflektierenden Stempels, wie ein Gas adiabatisch 
reversibel komprimiert dachte, und auf die reflek- 
tierten Wellen das Dopplersche Prinzip anwandte, 
gelang es ihm, die unbestimmte funktionale Ab- 
hangigkeit der Strahlungsintensitat S§, von v 
und 7 weitgehend einzuschränken; er erhielt 
eine Beziehung von der Form: 
i ‚{v\ [e = Lichtgeschwindig- 
St Thine f ( keit im Vacuum] ° 5 
wo die en der Funktion F noch offen 
blieb. Aus diesem ,,Wienschen Verschiebungs- 
gesetz“ ergeben sich 2 Folgerungen: 
Diejenige Schwingungszahl - vmax,; für die, 
R, (als Funktion von v aufgetragen) sein Maxi- 
mum Sax besitzt, verschiebt sich mit wachsen- 
der Temperatur, proportional 7’ nach höheren 
Werten; max selbst wächst der 3. Potenz der 
Temperatur proportional. Die endgültige Auf- 
stellung des Strahlungsgesetzes erforderte also 
jetzt nur noch die Ermittlung der unbekannten 
Funktion F. Aber dies war eben auch der: Kern- 
punkt der ganzen Frage und der schwierigste Teil 
1) §, ist folgendermaßen definiert: Die Ober- 
flächeneinheit des schwarzen Körpers entsendet in 
der Zeiteinheit nach einer Seite die Energiemenge 
2nG,dy unpolarisierter Strahlung vom Schwingungs- 
zahleninterwall dy. 
