Heft 7. 
17. 2. 1922 



tige Rolle für die Heimatkunde wünschen. Sie wird 
voraussichtlich in einigen Wochen bei der Vertriebs- 
stelle der Geologischen Landesanstalt in Berlin N 4, 
Invalidenstr. 44, zum ungefähren Preise von 40 M. 
zu kaufen sein. Ww..n: 
Physikalische Mitteilungen. 
Der positive Spitzenstrom. (Nach J. Stark, M. 
Weth und P. A. Schultz) Man hielt lange die 
Spitzenentladung aus positiver oder negativer Spitze 
ähnlich wie den Lichtbogen für «eine speziellere 
Form der Glimmentladung. Für den Fall der nega- 
tiven Spitze hat sich dies bestätigt; ist dagegen 
die Spitze positiv, so treten bei geeigneter Ver- 
suchsanordnung völlig andere Erscheinungen auf, 
deren Bedingungen zuerst J. Stark (Die Elektrizität 
in Gasen, 1902) erkannt hat. 
Man unterscheidet bekanntlich beim Elektrizitäts- 
durehgang durch Gase unselbstiindige und selbständige 
Strömung, Bezeichnungen, die von Stark (1902) her- 
rühren. Das Hauptmerkmal der selbständigen Strö- 
mung ist das Bestehen einer Minimalspannung, unter- 
halb deren keine selbständige Strömung möglich ist. 
' Eine Übersicht über dag Gesamtgebiet der Gasent- 
ladungen gibt Stark in Winkelmanns Handbuch Bd. 4, 
1905. Hier unterscheidet Stark zuerst die verschiede- 
nen Arten der selbständigen Strömungen durch die 
Art und Zahl ihrer Ionisierungspartien. Es wird also 
an Stelle der älteren Einteilung nach Form und Aus- 
dehnung der Elektroden und der äußeren Lichterschei- 
nungen ein neues Einteilungsprinzip aufgestellt, das 
durch den inneren Mechanismus der Strömung be- 
gründet ist. Bei den meisten Untersuchungen über 
Spitzenentladung (z. B. Warburg, Toepler, Tamm u. a.) 
lag nicht Spitzenstrom im Starkschen Sinne, sondern 
Glimmstrom vor. Noch im Handwörterbuch der 
Naturwissenschaften (1913) erklärt Leithäuser im Ar- 
tikel Spitzenentladung diese nach äußeren Merkmalen; 
es wird zwar Entladung aus negativer und positiver 
Spitze unterschieden, daß aber die Strömung aus nega- 
tiver Spitze mit dem Glimmstrom identisch ist, und 
daß der positive Spitzenstrom eine gänzlich andere 
Strömung darstellt, kommt nicht klar zum Ausdruck. 
Der positive Spitzenstrom wird vielmehr als dem ano- 
dischen Glimmlicht des Glimmstroms ähnlich bezeich- 
net, während gerade die Ionisierungserscheinungen vor 
der Spitzenstromanode andere sind als vor der Glimm- 
stromanode. Erst Stark zieht einen scharfen Strich 
zwischen Glimmstrom und positivem Spitzenstrom. 
Der Glimmstrom ist charakterisiert durch zweifache 
Grenzionisierung an der Kathode (erste Kathoden- 
schicht und negatives Glimmlicht) und einfache 
Grenzionisierung an der Anode (Anodenschicht). Der 
positive Spitzenstrom ist charakterisiert durch zwei- 
fache Grenzionisierung an der Anode (erste und 
zweite Anodenschicht) und keine Grenzionisierung an 
der Kathode. 
: Wie die Ionisierungsspannung der positiven Ionen 
gegen das Kathodenmetall maßgebend ist für den nor- 
malen Kathodenfall des Glimmstroms, so ist die Ioni- 
‚sierungsspannung der positiven Ionen gegen das Gas- 
_ innere miaßgebend für den normalen Anodenfall des 
positiven Spitzenstroms. Stark (Verh. d. Phys. Ges. 
6, 112, 1904) ermittelte diesen Anodenfall und damit 
_ die Ionisierungsspannung der positiven Ionen gegen 
das Gasinnere Sie beträgt für Luft 440 Volt, für 
Stickstoff 450 Volt, während sie, gemessen am Glimm- 
Physikalische Mitteilungen. 
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stromkathodenfall gegen Platin als 
für Stickstoff nur 232 Volt beträgt. 
Die zweifache Grenzionisierung an der Anode ist 
nur dann möglich, wenn an der Kathode keine nega- 
tiven Tonen erzeugt werden, sondern die von der 
Anode beschleunigten Ionen gezwungen sind, die zur 
Aufrechterhaltung der Ionisierung erforderlichen ne- 
gativen Ionen selbst zu erzeugen. Der Spannungs- 
abfall auf der freien Weglänge der positiven Ionen 
muß also an der Kathode unterhalb des normalen 
Glimmstromkathodenfalls bleiben, während an der 
Anode entsprechend der höheren Ionisierungsspannung 
der positiven Ionen gegen das Gasinnere ein großer 
Spannungsabfall liegen muß. Diese Existenzbedin- 
gungen des positiven Spitzenstroms verwirklicht man 
leicht dadurch, daß man eine ausgedehnte Platte zur 
Kathode, eine Spitze zur Anode macht. 
M. Weth (Ann. d. Phys. 62, 589, 1920) zeigte, daß 
als Anode eine Spitze nicht unbedingt nötig ist. Er 
verwendet vielmehr kleine Kreisscheiben von 1,5 bis 
5 mm Durchmesser. Dadurch wird die Lichterschei- 
nung übersichtlicher und der spektrographischen 
Untersuchungsmethode zugänglich, die hier zum ersten 
Male auf den positiven Spitzenstrom (in Wasserstoff) 
angewendet wird, Eine frühere spektrographische 
Untersuchung (v.. Dechend, Dissertation Freiburg 
1909) über Spitzenentladung behandelt Glimmstrom. 
Die im positiven Spitzenstrom von der Anode be- 
schleunigten positiven Ionen kann man als langsame 
Kanalstrahlen auffassen: „Ferner dürfen als Kanal- 
strahlen diejenigen Moleküle und Atome bezeichnet 
werden, welche mit einer positiven Ladung von einer 
Anode ausgehen und unter der Wirkung eines vor ihr 
liegenden Spannungsabfalls eine Geschwindigkeit er- 
langen, welche die mittlere thermische Geschwindigkeit 
übersteigt.“ (Stark, Jahrb. d. Rad. u. El. 15, 332, 
Kathodenmetall 
1918.) Die Existenz dieser langsamen Kanalstrahlen 
weist Weth durch ihren Kanalstrahlendopplereffekt 
nach. Die bewegte Intensität der Linien der Balmer- 
serie zeigt unter den gewählten Versuchsbedingungen 
eine Violettverschiebung bis zu 3 AE, was Kanal- 
strahlengeschwindigkeiten bis zu 180 Volt entspricht. 
Dabei fehlt jedes Intensitätsminimum zwischen ruhen- 
der und bewegter Intensität; es leuchten also auch die 
langsamsten Kanalstrahlen. Da aber neutrale Atome 
nur bei Geschwindigkeiten oberhalb von 50 Volt leuch- 
ten (Dempster, Phys. Rev. 2, 651, 1916), so folgt, daß 
die positiven Atomionen die Träger der Balmerserie 
sind. Dieses Ergebnis stimmt mit den Untersuchungen 
Starks an Glimmstromkanalstrahlen überein und ist 
ein weiterer Beweis gegen die Bohrsche Annahme, daß 
die Serienlinien von neutralen Atomen emittiert 
werden. 
Weth bildete ferner das Lichtbüschel des positiven 
Spitzenstroms scharf auf den Spalt eines Spektro- 
graphen ab, wobei der Spalt der Büschelachse parallel 
stand. So entsprach auf den erhaltenen Spektrogram- 
men die Schwärzung entlang den einzelnen Spektral- 
linien der Intensität des Leuchtens entlang der Achse 
des Biischels. Der mikrophotometrisch ermittelte 
Schwärzungsgrad wurde als Funktion seines Anoden- 
abstandes graphisch dargestellt. Auf den Spektro- 
grammen wurden das kontinuierliche Spektrum, die 
Balmerserie und das Bandenspektrum des Wasserstoffs 
erhalten. Der Vergleich der räumlichen Anordnung 
der Intensititsmaxima und -minima bestätigt die 
Starksche Theorie des positiven Spitzenstroms. Ferner 
wird, wie Stark theoretisch vorhersagte und durch 
Untersuchung der positiven Schicht des Glimmstroms 
