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Sie sind die Grenze der Teilbarkeit der Elektrizi- 
tat, und man muß deshalb annehmen, daß sie in den 
Atomen die negativen Enden der elektrischen 
Felder darstellen. Die Dimensionen der negativen 
Elektronen, die je zu zirka 10-" cm berechnet 
worden sind, entsprechen durchaus der Vorstellung, 
daß sie konstituierende Teile der ja viel größeren 
Atome darstellen. Man kann auch in der Tat 
solche Elektronen aus allen Atomen erhalten. Man 
bekommt sie als Kathodenstrahlen in Entladungs- 
röhren ganz unabhängig davon, aus welchem Ma- 
terial die Kathode dargestellt ist. Ebenfalls werden 
Elektronen von verschiedenen Körpern emittiert, 
wenn man diese belichtet 1) oder auf sie Röntgen- 
strahlen oder Strahlen radioaktiver Substanzen 
fallen läßt. Auch durch Erhitzen von Metallen 
und auch anderer Stoffe auf hohe Temperaturen 
kann man negative Elektronen bekommen. 
willig erfolgt die Ausschleuderung von Elektronen 
aus den Atomen radioaktiver Stoffe in Form von 
ß-Strahlen. Und neuerdings ist es gelungen, auch 
bei manchen chemischen Reaktionen’) das Frei- 
werden von Elektronen nachzuweisen. Und der 
schönste Beweis dafür, daß diese Elektronen 
in den Atomen als solche vorhanden sind, liegt ja 
bekanntlich in dem Zeeman-Effekt vor. Man 
kann es deshalb als eine feststehende Tatsache be- 
trachten, daß die negativen Enden der innerhalb 
der Atome herrschenden elektrischen Felder durch 
die negativen Elektronen gegeben sind. 
Ein Atom ist aber neutral, man muß also, wenn 
man nicht besonders komplizierte Annahmen 
machen will, neben den negativen Elektronen in 
ihm auch noch positive Elektrizität annehmen. 
Und nun entsteht die schwierigste Frage des Atom- 
problems — die Frage nach dem Wesen dieser posi- 
tiven Elektrizität. Die einfachste Annahme, die 
man hier machen könnte, ist natürlich die, daß sie 
sich außer dem Sinn ihrer Ladung durch nichts 
von der negativen unterscheidet. Man müßte dann 
aber erwarten, daß sich ebenso wie die negativen 
Elektronen auch positive mit einer sehr kleinen 
Masse behaftete Elektronen von der Materie ab- 
trennen lassen. Es ist aber trotz vieler Versuche 
nicht gelungen, positive Teilchen mit einer Masse, 
die kleiner wäre als die des Wasserstoffatoms, zu 
finden). Da nun das Wasserstoffion, das aus 
einem Wasserstoffatom durch Verlust eines nega- 
tiven Elektrons entsteht, das leichteste positive 
Teilchen ist, das man bis jetzt beobachtet hat, 
wurde von mancher Seite die Vermutung ausge- 
sprochen, ob es denn nicht das weiter unteilbare 
positive Elektron selbst darstellt. Indessen steht 
eine solche Annahme im Widerspruch mit der Tat- 
sache, daß solche positiv geladenen Wasserstoff- 
atome, wie die Untersuchung der Kanalstrahlen 
zeigte, zu Lichtemission fähig sind*). Dies können 
1) Über diesen sog. lichtelektrischen Effekt vergl. 
Jahrb. d. Radioakt. u. Elektronik 1909. 
2) Vergl. F. Haber, Physik. Zeitschr. 12, 1035, 1911. 
3) Vergl. Bericht über die Kanalstrahlen, Jahrb. der 
Radioakt. u. Elektronik, 8, 34, 1911. 
4) Vergl. Doppler-Effekt bei Kanalstrahlen, J. Stark, 
Atomdynamik. Bd. 2. 8. 131. 
Fajans: Die neueren Vorstellungen von der Struktur der Atome. 
Frei- — 
Die Natur- 
er 
aber nur Gebilde tun, die aus mehreren Teilen zu- 
sammengesetzt sind, ein isoliertes Elektron ist zu 
Schwingungen nicht fähig. : 
Das Wesen der positiven Elektrizität ist also 
einer direkten experimentellen Untersuchung nicht 
zugänglich, und es muß der Phantasie der einzel- 
nen Forscher überlassen werden, sich darüber be- 
stimmte Vorstellungen zu machen. In den verschie- 
denen Annahmen, die über die positive Elektrizität 
gemacht werden, liegt nun der Hauptunterschied 
der bis jetzt aufgestellten Atommodelle. 
Ein großer gemeinsamer Zug läßt sich aber in 
allen aufgestellten Theorien bemerken. Wir wissen 
ja mit Bestimmtheit, daß in den Atomen negative 
Elektronen vorhanden sind. Aus der Neutralität 
des: Atoms, wie erwähnt, muß man auch auf das 
Vorhandensein von positiver Elektrizität schließen. 
Was anderes aber außer diesen zwei Dingen hat man 
in den Atomen, soweit man sie heute durchschauen 
kann, nicht gefunden. Und es ist deshalb das na- 
türliche Bestreben aller Atommodelle, das Atom 
restlos aus diesen zweien Elektrizitäten aufzubauen: 
daraus ergibt sich aber die Forderung, eine der wich- 
tigsten Figenschaften der Atome’— ihre Masse — 
aus der Masse der sie aufbauenden positiven und 
negativen Elektrizität abzuleiten. Wir wollen nun 
schen, inwieweit dies gelungen ist. 
Einer der ersten, der sich über den Aufbau der 
Atome aus Elektrizität bestimmte Vorstellungen 
machte, war der berühmte englische Physiker 
J. J. Thomson). Bei der Inangriffnahme des 
Problems hat er nicht: so viel darauf Wert ge- 
legt, daß sein Modell das wahrscheinlichste wird, 
sondern er erstrebte zunächst durch besonders ein- 
fache Annahmen eine rechnerische Verfolgung 
der Frage zu ermöglichen. In dem kugelförmigen 
Atom denkt er sich die positive Elektrizität als ho- 
mogen durch die Kugel verteilt, ihr Durchmesser 
enspricht also dem des Atoms. Die negativen Elek- 
tronen sind nun in diese Kugel der positiven Elek- 
trizität eingelagert und es wird die Annahme ge- 
macht, daß sie sich innerhalb der Kugel frei be- 
wegen können. Die positive Gesamtladung ist 
gleich der Summe der negativen Ladungen der 
Elektronen. 
Die Anziehungskraft, die die positive Elektrizi- 
tät auf die Elektronen ausübt, wird nun das Be- 
streben haben sie nach dem Zentrum der Kugel 
zu bringen. Dem widerstreben aber die Ab- 
stoßungskräfte, die die Elektronen auf sich gegen- 
seitig ausüben, und nun entsteht die Frage, bei 
welcher Anordnung der Elektronen innerhalb der 
positiven Kugel ein stabiler Zustand erreicht 
wird, bei welchem sich die auf jedes Elektron 
wirkenden An- und Abstoßungskräfte das Gleich- 
gewicht halten. Für diese Berechnung wird ange- 
nommen, daß sich die Elektronen nach dem Cou- 
lombschen Gesetz abstoßen und mit einer Kraft, 
die dem Abstand vom Mittelpunkt der positiven Ku- 
gel proportional ist, nach diesem Mittelpunkt ange- 
1) Vergl. J. J. Thomson, Elektrizität und Materie, — 
und auch Korpuskulartheorie der Materie in der Samm- 
lung „Wissenschaft“, Braunschweig. 
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