298 Zur kinetischen Theorie der Materie. ee 
ohne weiteres auf die Atommechanismen über- 
tragen und dabei zahlreiche Erfolge erzielt. Aber 
man wird sich nicht wundern dürfen, wenn es sich 
zum Verständnis weiterer Gruppen von Tatsachen 
als notwendig erweist, Kräfte und Beziehungen für 
die Moleküle in Anspruch zu nehmen, welche un- 
serer makroskopischen Erfahrung fremd sind. Die 
Entscheidung über Annahme oder Ablehnung sol- 
cher Hypothesen wird, wie immer, ihre innere 
Widerspruchslosigkeit und der ihrer Erklärung zu- 
gängliche Tatsachenbereich sein; sie stehen er- 
kenntnistheoretisch auf der gleichen Stufe mit den 
anderen Hypothesen der Physik. Man kann be- 
haupten, daß zurzeit die vornehmste Aufgabe 
der Physik sei, nach brauchbaren Annahmen über 
die Physik der Moleküle zu suchen. 
Nur an einer Stelle ist dies Problem bisher mit 
Erfolg in Angriff genommen worden, und zwar 
kam der entscheidende Stoß von einem Gebiete, das 
sich gar nicht direkt mit den Vorgängen an den 
einzelnen Molekülen zu befassen schien, von der 
Strahlungstheorie. Aufgabe dieser Disziplin ist es, 
den thermodynamischen Gleichgewichtszustand der 
Strahlung zu untersuchen. Dies bedeutet folgendes: 
in einem Raume, der nach außen gegen Energie- 
austausch völlig abgeschlossen ist, befindet sich 
eine unveränderliche Menge von Energie, welche 
in verschiedenen Formen auftritt (Wärme, chemi- 
sche Energie). Ein Teil ist „strahlende Energie“, 
d. h. in Form von infraroten Wärmewellen, oder 
auch — wenn die Temperatur so hoch ist, daß die 
Körper in dem Raume glühen — direkt als Energie 
sichtbaren Lichtes vorhanden. Die Hauptaufgabe 
ist die Feststellung des Spektrums der Strahlung 
(Verteilung der Energie auf die Wellenlängen). Die 
Energieverteilung ist nach den Prinzipien der 
Strahlungstheorie unabhängig von der Beschaffen- 
heit des Innern jenes abgeschlossenen Raumes und 
durch die Temperatur, welche in jenem Raume 
herrscht, allein bestimmt. Dabei kommt die Mole- 
kulartheorie insofern mit herein, als man sich vor- 
stellen muß, daß jener Gleichgewichtszustand in-, 
folge der Energieumsetzungen in der Materie (Ab- 
sorption, Emission, Wärmeleitung) zustande kommt. 
Man übernahm die Vorstellungen der Dispersions- 
theorie und dachte sich in den Körpern elektrische 
Ladungen (,Resonatoren“), welche auf die ein- 
fallende Strahlung reagieren und sie ihrerseits ver- 
ändern können. In der Dispersionstheorie werden 
auf diese molekularen Resonatoren mit Erfolg die 
Sätze der Dynamik und Elektrodynamik ange- 
wandt. In der Strahlungstheorie wurde der gleiche 
Weg beschritten und führte zu einem völligen Miß- 
erfolg. Es stellte sich heraus, daß gemäß dieser 
Vorstellung der ganze Energieinhalt jenes abge- 
schlossenen Strahlungsraumes in ganz kurzwellige 
ultra-ultraviolette Strahlung übergehen müßte. 
Den Weg aus dem Dilemma, in welches man 
durch Verwendung der makroskopischen Gesetze 
auf die Molekülwelt geraten war, zeigte M. Planck, 
indem er die ,,Quantenhypothese“ aufstellte. In 
der heutigen Form lautet diese Hypothese so: ent- 
sendet ein Molekül Energie als Strahlungsenergie 
(Lichtwelle), so schickt es immer eine bestimmte 
Menge « auf einmal aus, oder ein ganzes Vielfaches 
dieser Menge. 
Ist dabei v die Frequenz des Lichtstrahls, so 
ist das ,,Energiequant“ ¢ proportional v, d. h. e = hy 
und h ist eine Konstante (6,5 - 107 [erg. sec]), 
welche ihrer Dimension wegen das universelle 
Wirkungsquantum genannt wird.. 
Mit Hilfe dieser Hypothese ist es gelungen, die 
theoretischen Strahlungsgesetze in Einklang mit der 
Erfahrung zu bringen. Es ist aber klar, daß eine so 
fundamentale Annahme über die 
Energieumsetzung an Atomen nicht allein auf die 
Verhältnisse der Strahlungstheorie zugeschnitten 
sein darf, sondern von allgemeiner Tragweite sein 
muß. In der Tat hat man mit großem Erfolg an- 
gefangen, dieselbe Hypothese auf alle möglichen 
anderen molekularen Energieumsetzungen anzu- 
wenden und es ist gelungen, Gruppen von Erschei- 
nungen durch das Band dieser „Quantentheorie“ zu 
verknüpfen, die vorher überhaupt nicht zusammen- 
zuhängen schienen. 
* Der erste Schritt in dieser Richtung wurde 
von Einstein getan, dem es gelang, den Energieinhalt 
fester Körper und damit ihre spezifische Wärme aus 
optischen Eigenschaften (Reststrahlen) vorherzu- 
sagen; weiter konnte man die elastischen Eigen- 
schaften der Körper mit ihrer spezifischen Wärme 
verbinden. i 
Eine andere Klasse von Erscheinungen, wo die 
Quantenhypothese Erfolg verspricht, sind gewisse 
Vorgänge, bei denen freie Elektronen von der 
Materie emittiert oder absorbiert werden, z. B. bei 
chemischen Umsetzungen (Haber), beim Auftreffen 
von Kathoden$trahlen auf die Antikathode und der 
Entstehung von KRöntgenstrahlen, bei der Ent- 
stehung von Radiumstrahlen sowie bei der Auf- 
ladung belichteter Metallplatten (lichtelektrischer 
Effekt) (Sommerfeld). 
An der Brauchbarkeit der 
kann füglich heute nicht mehr gezweifelt werden. 
Man hat sie bisher ohne genauere Einsicht als 
Regel angewandt, wobei dem physikalischen Instinkt 
noch viel Spielraum gelassen wurde, und die viel- 
seitigen Erfolge zeigen die Berechtigung dieses Ver- 
fahrens. Von der scharfen Formulierung der klassi- 
schen physikalischen Gesetze ist aber die Quanten- 
regel noch weit entfernt. Wie steht es nun mit ihrer 
Begründung? Ist sie tatsächlich der Ausdruck eines — 
fundamentalen neuen Gesetzes der Atommechanik, 
oder ist sie schließlich doch auf Grund der gewöhnli- 
chen Mechanik erklärbar? Es ist nämlich zu bedenken, — 
daß, in den beiden Fällen, wo die Quantenhypo- 
these sich am besten bewährt hat, in den Theorien der 
Strahlung und der spezifischen Wärme, es sich um 
sehr komplizierte Systeme handelt, die aus unge- 
heuer vielen Molekülen bestehen; daher lassen sich 
die Vorgänge gar nicht im einzelnen verfolgen, 
sondern man kann nur statistische Mittelwerte be- 
rechnen. Derjenige Zweig der Mechanik, der sich 
mit dieser Aufgabe befaßt, kann nicht ohne neue 
Hypothesen auskommen, welche über die Grund- 
sätze der reinen klassischen Mechanik hinausgehen. 
Es ist nun die Frage, ob die Widersprüche, welche 
die Quantentheorie gegen unsere sonstigen Vor- 
elementare | 
Quantenhypothese 


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