Heft 10. | 
7.3. 1913 








zogen werden. Um die mathematische Analyse 
nieht zu erschweren nimmt Thomson die negativen 
Elektronen nicht als in allen drei Dimen- 
‚sionen verteilt an, sondern ordnet sie alle in einer 
durch den Mittelpunkt der positiven Kugel gehen- 
den Ebene an. Dazu ist allerdings die Annahme 
nötig, daß die Elektronen in schneller Rotation in 
dieser Ebene um eine zu ihr senkrechten Achse 
_ sich befinden, sonst würde eine solche Anordnung 
bei einer größeren Zahl von Elektronen nicht stabil 
sein können. 
Das Hauptresultat dieser unter den erwähnten 
Annahmen durchgeführten Rechnung ist, daß sich 
_ die Elektronen in konzentrischen Ringen in der 
positiven Kugel anordnen werden. Die Zahl der 
Ringe ist um so größer, je größer die Gesamtzahl 
der Elektronen. 
Bis zu 5 Elektronen hat man einen Ringe. Bei 
| sechs Elektronen sind 5 in dem äußeren Ring mit 
einem Elektron in der Mitte. Bei 10 Elektronen 
sind schon 2 in dem inneren Ring und wenn wir so 
weiter zu 17 Elektronen übergehen, hat man schon 
drei Ringe. Bei 32 Elektronen kommt man auch 
mit 5 Ringen nicht aus, bei 49 muß schon sogar 
fünf annehmen usw. 
Es würde zu weit führen hier näher zu be- 
sprechen, wie Thomson auf Grund seines Modelles 
manche Eigenschaften der wirklichen Elemente 
deuten konnte, wie das periodische System, die Va- 
lenz, den elektrochemischen Charakter u. a. mehr: 
Ein Punkt von großer Bedeutung soll aber noch im 
Anschluß an das Thomsonsche Modell besprochen 
werden, nämlich die Frage nach der absoluten Zahl 
der Elektronen im Atom. Thomson hat auf Grund 
seines Modelles und einiger Annahmen über den 
Verlauf der Zerstreuung der ß-Strahlen innerhalb 
der Atome eine Formel abgeleitet, nach welcher 
man aus dem Grad der Zerstreuung die Zahl der 
Elektronen berechnen kann, die die Atome enthal- 
ten. Genaue Versuche ergaben nun, daß diese Zahl 
bei den Atomen verschiedener Elemente ungefähr 
proportional dem Atomgewichte ist, was, wie wir 
schon früher gesehen haben, auch die Lenardschen 
_ Versuche wahrscheinlich machten, und daß der Pro- 
_portionalititsfaktor ungefähr drei ist. Die Zahl 
der Elektronen wäre also 3 mal so groß wie das 
Atomgewicht. Diese Zahl ist natürlich von den 
nicht prüfbaren Voraussetzungen der Theorie ab- 
f hängig; indessen scheint ihre Größenordnung der 
_ Wirklichkeit zu entsprechen, denn Thomson bekam 
auch durch Berechnung anderer Erscheinungen für 
den Proportionalitätsfaktor Zahlen, die zwischen 
1—3 lagen, und neuerdings hat Rutherfordt) auf 
Grund eines ganz anderen Atommodells aus den Er- 
scheinungen der Zerstreuung der «-Strahlen auch 
ein ähnliches Resultat erhalten. 
Dieses Resultat wirft nun ein ganz eigentüm- 
liches Licht auf das wichtigste Problem der Atom- 
forschung — auf die Frage nach dem Ursprunge der 
Masse des Atoms. Wir haben gesehen, daß ein nega- 
tives Elektron eine Masse besitzt, die nur 1/;g00 
der des Wasserstoffatoms beträgt. Wenn daher dieses 

1) Phil. Mag. 22, 1911. 
Fajans: Die neueren Vorstellungen von der Struktur der Atome.  ~ 239 
Atom vom Atomgewichte eins nach dem soeben ge- 
sagten nicht mehr als zirka drei Elektronen be- 
sitzen soll, so ist der Anteil dieser an der Gesamt- 
masse des Atoms nur ein sehr kleiner. Beinahe die 
Gesamtmasse der Atome muß daher von der Masse 
der positiven Elektrizität des Atoms her- 
rühren. Nun ist aber die Masse einer freien elek- 
trischen Ladung, wie wir gesehen haben, gleich 
2 e& 5 = 
Stir & den Radius der als Kugel gedachten 
oO [47 
Ladung bedeutet. Nach dem Thomsonschen Modell, 
in dem ja der Radius der Kugel der positiven Elek- 
trizität dem Atomradius entspricht, d. h. von der 
Größenordnung 10-8 em ist, wäre also die Masse 
der positiven Elektrizität, wegen des viel größeren 
Radius, bedeutend kleiner als die der negativen. Das 
steht aber ganz im Gegensatz zu dem obigen Resultat. 
Das Thomsonsche Modell vermag also den Ursprung 
der Masse nicht zu erklären. 
Vor einem Jahre machte nun der englische For- 
scher J. W. Nicholson!) einen kühnen Versuch 
dieses Problem zu lösen. 
Wenn die Masse der positiven Elektrizität auch 
rein elektromagnetischen Ursprunges sein soll und 
dabei für gleiche Elektrizitätsmengen die Masse 
der positiven Elektrizität viel größer als die der 
, dab 
6 ° 2 e2 
negativen ist, so folgt aus der Formel mee 
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€ 
das « des positiven Elektrons viel kleiner sein muß 
als das des negativen. Die Dimensionen des posi- 
tiven Elektrons sind also nach Nicholson noch be- 
deutend kleiner als die des negativen. Gleichzeitig 
schloß auch Rutherford aus dem Verhalten der 
a-Strahlen bei ihrem Durchgang durch Materie, 
daß, entgegen der Thomsonschen Auffassung, der 
positiven Flektrizität in den Atomen kleinere Di- 
mensionen zugeschrieben werden müssen. Es ent- 
steht die Frage, wie ein Atom aus diesen posi- 
tiven und negativen Elektrizitäten von so kleinen 
Dimensionen zusammengesetzt werden kann. 
Nicholson nimmt die Existenz von vier Ur- 
elementen an, aus deren drei alle anderen 
aufgebaut werden. Wir wollen nun zunächst die 
Struktur dieser Urelemente besprechen. Die 
Menge der positiven Elektrizität muß in jedem 
Atom gleich der der negativen sein. Das einfachste 
mögliche Atom würde also aus einem positiven und 
einem negativen Elektron bestehen, die nächsten 
würden dann je zwei, drei usw. positive und nega- 
tive Ladungen aufweisen. Damit aber diese Ge- 
bilde Eigenschaften eines Atoms zeigen, also z. B. 
ein inneres elektrisches Feld aufweisen, müssen 
diese positiven und negativen Elektrizitäten ge- 
trennt voneinander im Atom bestehen. Das kann 
aber nur dann zu einer stabilen Anordnung führen, 
wenn die eine Elektrizität um die andere rotiert, 
denn sonst müßten sie durch Anziehung aufeinander 
fallen. Nicholson nimmt an, daß es die positive, 
mit viel größerer Masse behaftete Elektrizität ist, 
die die Rolle der Sonne in diesem System über- 
nimmt und daß die negativen Elektronen um diese 
Sonne rotieren. Ein auf diese Weise konstruiertes 
1) Phil. Mag. 22, 1911. 
