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elektrischen Schwingungen. Innerhalb konzen- 
trischer : Kugelschalen, die sich vom Emissions- 
zentrum mit einer Geschwindigkeit von 300 000 
km/sec ausbreiten, und deren Abstand man als 
Wellenlänge bezeichnet, befindet sich ein elektri- 
_ sches Feld mit sinusförmiger (%) Verteilung der 
elektrischen Kraft, deren Maximalamplitude in 
intensiver Sonnenstrahlung etwa +5 Volt/em beträgt, 
im Lichte eines Sternes 6. Größe jedoch noch 
unsere Netzhaut zu reizen vermag, wenn sie nur 
etwa 10% Volt/em mißt. Von dem magnetischen 
Feld, das beim Fortschreiten des elektrischen Feldes 
auftritt, können wir im folgenden absehen. Es sei 
nur bemerkt, daß es in einer zur Ebene des elektri- 
schen Feldes senkrechten Ebene, der sogenannten 
Polarisationsebene, liegt und daß seine maximale 
Feldstärke im Sonnenlicht etwa dem zehnten Teil 
unseres horizontalen magnetischen Erdfeldes gleich- 
kommt. Die Wellenlänge, also den Abstand zweier 
aufeinander folgender Kugelschalen, finden wir im 
sichtbaren Licht zwischen 8-10 und 4-10-5 em 
(rot bzw. violett) und im ultravioletten Licht bis 
herab zu 1.10 cm. Andere Wellenlängen des 
elektromagnetischen Spektrums nennen wir nicht 
mehr Licht, sondern je nach ihrer Größe Röntgen- 
strahlen (4 ~ 10-9 cm), ultrarote Wärmewellen 
(10— bis 3 - 10-2 cm) oder elektrische Wellen (2 mm 
_ bis zu vielen Kilometern). 
Fallen elektrische Lichtwellen auf einen Körper, 
in dem sich Elektronen befinden, so werden diese 
Elektronen in Bewegung gesetzt und wenn diese 
Elektronen imstande sind, die Oberfläche des Kör- 
_ pers als freie Kathodenstrahlen zu verlassen, so 
_ spricht man von einer lichtelektrischen Elektronen- 
emission. Man hat bei ihr zwei getrennte Phäno- 
mene zu unterscheiden, die man als normalen und 
selektiven Photoeffekt bezeichnet, und deren Merk- 
male man sich zweckmäßig an einem mechanischen 
4 Beispiel veranschaulicht: Denken wir uns einen 
' Zug fortschreitender Wasserwellen, der einen 
Schwimmer hebt und senkt und diesem dadurch 
Energie zuführt. Dann sind zwei Fälle möglich: 
Der Schwimmer kann erstens elastisch an eine 
_ Ruhelage gebunden sein, etwa mit einer Spiral- 
_feder. Er gerät durch die ankommenden Wellen- 
züge in Schwingungen und die Amplitude dieser 
Schwingungen kann, falls die Schwingungsdauer 
der Wasserwellen der Eigenschwingungsdauer des 
Schwimmers nahekommt, so groß werden, daß die 
Feder bricht und der Schwimmer davonfliegt, und 
zwar nicht in einer beliebigen Richtung, sondern in 
einer solchen, die in der Schwingungsebene der 
Wasserteilchen enthalten ist und senkrecht zu ihrer 
_ Fortpflanzungsrichtung steht. Oder es kann zwei- 
tens ein Schwimmer ohne elastische Bindung auf 
den Wasserwellen auf- und niedergehen, mittels 
irgend einer einfachen Mechanik, z. B. eines Steig- 
rades, eine Feder spannen, und die Energie dieser 
gespannten Feder vermag dann nach Belieben dazu 
zu dienen, irgend eine Arbeit zu leisten, etwa eine 
Kugel, eventuell auch den eigenen Schwimmer, fort- 
_wzuschleudern, und zwar in einer ganz beliebigen 
_ Richtung, die durchaus nicht in die Schwingungs- 
ebene der Wasserteilchen hineinzufallen oder senk- 
Bar 
vo 













Pohl: Über den selektiven und den normalen Photoeffekt. 619 
recht zur Fortpflanzungsrichtung der Wellen zu 
stehen braucht. 
Im Falle, daß wir Licht- statt Wasserwellen und 
Elektronen statt der Schwimmer haben, sprechen 
wir vom normalen Photoeffekt, wenn wir das zweite, 
vom ‚selektiven, wenn wir das erste unserer mechani- 
schen Bilder gebrauchen können. Für die normale 
Elektronenemission ist es ohne Belang, unter wel- 
chem Winkel das Licht auf die Oberfläche des Kör- 
pers, z. B. eines Metalles, auffällt und in welcher 
Ebene das elektrische Feld des Lichtes schwingt. 
Es ist gleichgültig, ob die Schwingungen, wie im 
polarisierten Licht, dauernd in einer Ebene er- 
folgen, oder ob sich die Schwingungsebene rasch und 
regellos um die Fortpflanzungsrichtung*eines natür- 
lichen Lichtstrahls herumdreht, stets ist die Zahl 
der emittierten Elektronen proportional der absor- 
bierten Lichtenergie, wie sie sich aus den optischen 
Eigenschaften des bestrahlten Metallspiegels be- 
rechnen läßt. Die normale Emission beginnt auf 
Seite der längeren Wellen bei einer durch den 
chemischen Charakter der bestrahlten Moleküle be- 
dingten Grenze, die bei den Metallen der Alkalı- 
und Erdalkaligruppe im Ultraroten, bei den anderen 
im Sichtbaren oder gar im Ultravioletten liegt. Von 
dieser Grenze, die sich übrigens aus verschiedenen 
Gründen nicht als eine scharfe und wohldefinierte 
Wellenlänge bestimmen läßt, steigt die Ausbeute an 
Elektronen pro Kalorie absorbierter Lichtenergie 
kontinuierlich mit abnehmender Wellenlänge (vgl. 
Kurve N in Fig. 2). Vorausgesetzt ist, daß das 
Licht der einzelnen Wellenlängen nicht sehr ver- 
schieden tief in das bestrahlte Metall eindringt und 
so in den Spektralgebieten geringer Reflexion und 
großer Eindringungstiefe (Grenzfall: durchsichtiger 
Körper!) den angeregten Elektronen das Entweichen 
aus der Oberfläche des Körpers unmöglich macht. 
Ein näher untersuchtes Beispiel dieser Art bietet 
das Calcium, bei dem unterhalb von 4 © 350 wu in 
der normalen Elektronenemission ein Minimum auf- 
tritt, falls man nicht durch streifende Inzidenz des 
Lichtes dafür sorgt, daß auch in dem schlecht re- 
flektierten Spektralgebiet unterhalb A w 350 uu das 
eindringende Licht so dieht unter der Oberfläche 
verläuft, daß die Mehrzahl der angeregten Elektro- 
nen, ohne stecken zu bleiben, den Weg bis zur Ober- 
fläche zurücklegen kann. Man mißt eben stets nur 
die Zahl der Elektronen, die das Metall verlassen, 
nicht die Zahl derer, die wirklich vom Licht in Be- 
wegung gesetzt werden. Versuche, auch die Zahl 
der letzteren zu bestimmen, setzen die genaue Kennt- 
nis des Absorptionskoeffizienten des erregenden 
Lichtes wie der angeregten Elektronen voraus, und 
Experimente dieser Art befinden sich erst im An- 
fangsstadium. Die Hauptschwierigkeit liegt in der 
relativ kleinen Geschwindigkeit der Elektronen und 
der durch sie bedingten hohen Absorbierbarkeit. 
Die Geschwindigkeit beträgt etwa 6 bis 12-107 cm/sec, 
was einer Beschleunigung des Elektrons durch eine 
elektrische Spannung von der Größe 1—4 Volt ent- 
spricht. Die Geschwindigkeit steigt: mit abnehmen- 
der Wellenlänge, wahrscheinlich der Wurzel aus 
dieser umgekehrt proportional, und es ist sehr 
bemerkenswert, daß eine lineare Extrapolation 
