| Heft 8. | 
| 21, 2. 1918 
_ Die Kanalstrahlen und ihre Bedeutung 
für die Erforschung der Konstitution 
der Materie. 
Von Dr. H. v. Dechend, Freiburg ti. B. 
Wenn man ein evakuiertes Glasrohr mit 2 einge- 
 schmolzenen Elektroden mit den Polen einer star- 
ken Hochsyannungsquelle, z. B. eines Induktoriums, 
_ verbindet, so zeigen sich darin bekanntlich, voraus- 
gesetzt, daß die Luftverdünnung in ihm groß ge- 
nug ist, die sogenannten Kathodenstrahlen. Diese 
gehen von der negativen Elektrode (der Kathode) 
| aus geradlinig in den Gasraum hinein, ganz unab- 
_ hangig davon, wo sich die Anode befindet, und er- 
regen auf ihrer Bahn die Gasreste zum Leuchten 
und da, wo sie auf die Glaswand treffen, zeigt sich 
_ hellgrüne Fluoreszenz. Bringt man in ihre Bahn 
ein für sie undurchlassiges Objekt, zum 
Be einen Draht, so zeichnet sich 
in dem Fluoreszenzfleck scharf und deutlich dessen 
- Schatten ab. Daraus geht hervor, daß diese 
he Strahlen von der Kathode weggerichtet sind. Bringt 
man einen Magneten in die Nähe der Röhre, 
| so läßt sich das ganze Strahlenbündel ablenken: 
man erkennt dies an der Biegung des bläulich teuch- 
a Bündels oder noch besser an der Verschie- 
i bung des Fluoreszenzflecks. Läßt man das Bündel 
_ zwischen zwei Platten hindurchgehen, von denen 
die eine positiv, die andere negativ geladen ist, so 
ändert sich die Strahlenrichtung ebenfalls: der 
| Strahl wird von der negativen Platte abgestoßen, 
| von der positiven angezogen. Beide Versuche zu- 
- sammen führen zu der bekannten Erklärung der 
Kathodenstrahlen, der zufolge sie aus sehr schnell 
von der Kathode wegfliegenden negativ geladenen 
Teilchen bestehen. 
_ Eine weitere Frage ist: woraus bestehen diese 
‚ Teilchen, sind es Moleküle oder Atome oder 
"Komplexe von solchen, wie groß ist ihre elektrische 
“ Ladung und wie groß ihre Geschwindigkeit? 
| Der Messung zugänglich ist die Größe der Ab- 
| lenkung im elektrischen und magnetischen Feld, 
| ferner deren Intensität. Je größer nun die Ge- 
! schwindigkeit ist, mit der die Teilchen durch diese 
| Felder hindurchfliegen, um so weniger werden diese 
zur Wirkung kommen können, um so geringer wird 
daher die Ablenkung sein. Auf der anderen Seite 
| werden die von den elektrischen und magnetischen 
Feldern ausgeübten Kräfte um so größer sein, je 
| größer die Elektrizitätsmenge ist, mit der das flie- 
gende Teilchen behaftet ist. Je schwerer ferner die 
| Teilchen sind, um so kleinere Wirkung werden die 
| Kraftfelder an ihnen tun können. Jedenfalls erhal- 
ten wir durch diese Ablenkungen Beziehungen zwi- 
schen Masse, Ladung und Geschwindigkeit der Ka- 
thodenstrahlteilchen. Aus diesen relativ einfachen 
| Beziehungen kann man dann unschwer das Verhält- 
nis von Ladung zur Masse, die sog. spezifische La- 
dung (e/m) berechnen, und die Geschwindigkeit. 
‘Die Resultate derartiger Messungen waren kurz 
folgende: 
(1) Die Geschwindigkeit der Teilchen ist ab- 
hangig von der Spannung, mit der die Röhre be- 




















m — 
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Dechend: Die Kanalstrahlen. 181 
trieben wird, und zwar beträgt sie bei einer Span- 
nung von 10 000 Volt zirka % der Lichtgeschwindig- 
keit, 6.10° em pro Sek. 
(2) Das Verhältnis der Ladung zur Masse 
(elm) ergibt sich zu etwa 1,8.107, und zwar ganz 
gleichgültig, ob das Gas in der Röhre Wasserstoff 
oder Sauerstoff oder sonst irgendein beliebiges Ele- 
ment ist, ob die Elektroden aus Platin, Aluminium 
oder sonst einem Metall bestehen. Wir kommen so 
zu der grundlegenden Erkenntnis, daß die Kathoden- 
strahlen nicht etwa aus den in der Röhre an- 
wesenden Elementen bestehen, sondern aus einer 
Substanz, die allen Elementen gemeinsam sein muß. 
Es liegt nahe, mit der oben gefundenen Zahl 
für die spezifische Ladung eine andere zu verglei- 
chen: eine Zahl aus dem Gebiet der Elektrolyse, bei 
der ja ebenfalls die Stromleitung durch bewegte 
elektrische Teilchen erfolgt. Die Zersetzung 
irgendeiner leitenden Flüssigkeit, z. B. der Salzsäure 
(HCl), durch den elektrischen Strom ist ja nach den 
heutigen Anschauungen der Elektrochemie in 
folgender Weise zu deuten: 
Die Salzsäure zerfällt in Chloratome und in 
Wasserstoffatome, diese laden sich elektrisch, sie 
gehen in sog. Ionen über, die Chloratome in nega- 
tive, die Wasserstoffatome in positive. Unter dem 
Einfluß des zwischen den Elektroden bestehenden 
elektrischen Feldes wandert das negative Chlorion 
nach der positiven Elektrode, das positive Wasser- 
stoffion nach der negativen Elektrode. Nun wissen 
wir, wie viel Elektrizitäts-Einheiten nötig sind, um 
ein Gramm Wasserstoffionen auszuscheiden. Diese 
Zahl ist nichts anderes, als das, was wir oben als 
„spezifische Ladung“ bezeichnet haben. Die 
spezifische Ladung des elektrolytischen Wasser- 
stoffions ist 10*. Vergleichen wir mit dieser 
Zahl den für Kathodenstrahlteilchen gefun- 
denen Wert 1,8 . 107, so sehen wir, daß der letz- 
tere 1800 mal größer ist. Entweder ist also die 
Ladung eines Kathodenstrahlteilchens 1800 mal 
größer als die des elektrolytischen Wasserstoffions 
oder die Masse des Kathodenstrahlteilchens ist 
1800 mal kleiner als die eines Wasserstoffatoms. 
Entscheiden konnte hier nur eine Be- 
stimmung der Ladung oder der Masse unab- 
hängig voneinander. Bei dem elektrolytischen Ion 
ist die Schwierigkeit nicht groß, da die Masse eines 
Wasserstoffatoms aus verschiedenen Daten be- 
rechenbar ist, und man daher auch die Ladung 
kennt, die es bei der Elektrolyse mit sich trägt. 
Auch bei den Kathodenstrahlteilchen ist die Be- 
stimmung gelungen, dank den genial erdachten Ver- 
suchen von J. J. Thomson: Die Ladung der Ka- 
thodenstrahlen erwies sich als ganz gleich mit der 
eines elektrolytischen Wasserstoffions. Damit war 
entschieden, daß die Kathodenstrahlteilchen eine 
Masse besitzen, die 1800 mal kleiner ist als die des 
Wasserstoffatoms. Und zwar ist jedes Element 
imstande, solche Teilchen von sich abzuspalten, 
mit andern Worten, das Kathodenstrahlteilchen ist 
ein gemeinschaftlicher Bestandteil sämtlicher Atom- 
arten, ein allen Stoffen gemeinschaftlicher Bau- 
stein. Die Ladung dieses „Elektron“ genannten 
Gebildes ist immer dieselbe, und seine Masse ist 
