DIE NATURWISSENSCHAFTEN 

1. Jahrgang. © 
28. März 1913. 
Heft 13. 


Zur kinetischen Theorie der Materie. 
Einführung zum Kongreß in Göttingen. 
(21. bis 26. April.) 
Die Molekularphysik befindet sich in einer Pe- 
_riode stürmischer Entwicklung. Man begniigt sich 
nicht mehr damit, die Resultate physikalischer Be- 
obachtung durch rein beschreibende Formeln 
darzustellen, sondern das Streben nach einer 
tieferen Einsicht in das Wesen der Materie ist 
_wiedererwacht. Die phänomenologische Begnüg- 
samkeit war berechtigt, solange man keine direkte 
Kunde von der feinen Aufteilung der Materie be- 
saß, und die molekulare Auffassung den Rang einer 
reinen Hypothese hatte, die oft heuristisch nütz- 
lich war, von vielen aber aus philosophischen Grün- 
den verworfen wurde. Und doch läßt es sich nicht 
leugnen, daß gerade auch von philosophischer Seite 
die Zurückführung der Gesetze der Materie auf die 
Gesetze der Mechanik der kleinsten Bausteine als 
die tiefergehende Auffassung empfunden wurde. 
Kann man doch den Gedanken der Atomistik bis 
in die Anfänge der ionischen Naturphilosophie 
zurück verfolgen. 
Die Chemie war die erste exakte Wissenschaft, 
welche sich von Anfang an der atomistischen Vor- 
stellungsweise bemächtigte und auch ihre Aus- 
 drucksart bis ins einzelne danach formte. Als die 
ersten Versuche einer Theorie der grundlegenden 
Eigenschaften der Materie (Elastizität der festen, 
 Öberflächenspannung der flüssigen Körper) unter- 
nommen wurden, war es für die Forscher (Poisson, 
 Navier, Laplace) selbstverständlich, diese Erschei- 
nungen auf Anziehung und Abstoßung isolierter 
Partikel zurückzuführen. Ihre größten Erfolge 
feierte die Molekulartheorie durch die Erklärung 
der Gasgesetze; die kinetische Gastheorie, die von 
Krönig und Clausius begründet, von Maxwell und 
Boltzmann vertieft wurde, vermochte nicht nur die 
_  standsgleichung und die Energieverhältnisse 
_ ıdealer Gase verständlich zu machen, sondern auch 
neue Erscheinungen vorherzusagen, z. B. die Unab- 
hängigkeit der Gasreibung vom Druck (Maxwell). 
Das Bestreben, auch das thermische Verhalten der 
Flüssigkeiten in den Kreis der kinetischen Erklä- 
rung einzubeziehen, führte van der Waals zu einer 
Erweiterung der Grundvorstellungen der kine- 
tischen Theorie, welche, wenn auch nicht in allen 
Punkten zutreffend, doch ein wertvoller Führer 
beim Studium des Uberganges vom gasförmigen 
zum flüssigen Zustand geworden ist. Trotz dieser 
augenscheinlichen Erfolge setzte unter Führung 
‚hervorragender Chemiker (Ostwald) eine Reaktion 
gegen die Atomtheorie ein, deren Ursache wohl we- 
sentlich darin zu suchen ist, daß die Atomistik 
war zur Erklärung der Erscheinungen ausreicht, 
aber keineswegs von den Erscheinungen als notwen- 
dige Hypothese eindeutig gefordert wird. 
Erst in neuerer Zeit ist darin ein Wandel ein- 
































"bekannten 
getreten. Entscheidend war dabei der kühne Ge- 
danke, daß auch die elektrische Ladung nicht be- 
liebig aufgeteilt werden kann, sondern aus kleinsten 
Werten, den Elektronen, sich zusammensetzt. Die 
Einführung dieses Gedankens förderte nicht 
nur auf dem Umwege der weit ausgebauten 
Elektronentheorie (H. A. Lorentz) das Verständnis 
der elektrischen Eigenschaften der Materie (Di- 
elektrizitätskonstante, Widerstand usw.), sondern 
es gelang infolge der enormen Größe der elek- 
trischen Kräfte, die Existenz eines einzelnen Elek- 
trons in seiner mechanischen Wirkung nachzu- 
weisen (Millican). Da der Wert der hierbei und 
nach anderen Methoden gemessenen Ladung stets 
der gleiche e = 4,7 . 10-10 elektrostatische Ein- 
heiten oder ein ganzes Vielfaches von e ist, so kann 
es keinem Zweifel unterliegen, daß die Elektrizität 
wirklich atomistisch auftritt. 
Durch diese Erkenntnis wurde zugleich die 
Existenz der materiellen Atome über jeden Zweifel 
erhoben. Denn man war nun in der Lage, die aus 
den Erscheinungen der inneren Reibung, Wärme- 
leitung, Diffusion nach der kinetischen Gastheorie 
erschlossenen Werte der absoluten Masse der Atome 
auf elektrischem Wege direkt zu verifizieren. Das 
Verhältnis von Ladung e und Masse m eines ge- 
ladenen Partikels läßt sich auf verschiedene unab- 
hängige Arten messen; überall da, wo die Erschei- 
nung nur von freien Elektronen abhängen kann 
(Kathodenstrahlen, ß-Strahlen der radioaktiven 
Körper, Zeemaneffekt), wird für e/m ein und der- 
selbe Wert gefunden, wo aber chemische Substanzen 
die Träger der Ladung sind (Elektrolyse, Kanal- 
strahlen, &-Strahlen), ergeben sich viel kleinere 
Werte für e/m, entprechend der etwa 2000 mal 
größeren Masse der Atome. Die daraus berechneten 
Werte von m stehen nicht nur im Verhältnis der 
relativen Molekulargewichte, sondern 
stimmen auch mit den Angaben der kinetischen 
Gastheorie überein. Die Erklärung der Brownschen 
Bewegung und Diffusion auf kinetischer Grund- 
lage (Einstein) und ihre quantitative Erforschung 
(Perrin) bilden eine weitere Stütze der atomistischen 
Theorie der Materie und geben zugleich diegenauesten 
Methoden zur Bestimmung der Fundamentalzahlen 
an die Hand (Avogadrosche Zahl = Anzahl Moleküle 
in einem Mol = 6-10?3). Schließlich gelang esauch, ein 
einzelnes geladenes Molekel nachzuweisen, dank der 
Eigenschaft der radioaktiven Körper, als «-Strah- 
len Moleküle mit so ungeheuerer Geschwin- 
digkeit fortzuschleudern, daß ihre Einzelwirkung 
merklich wird. 
So glauben. wir uns heutzutage wahrhaft be- 
rechtigt, die molekulare Vorstellungsweise als die 
richtige anzusprechen und wir fühlen das Ver- 
trauen, ein Bild für das Wesen der Materie gefun- 
den zu haben, welches noch Licht auf viele dunkle 
Stellen unserer Naturauffassung wird werfen kön- 
nen. Man hat bisher die Gesetze des Makrokosmos 
