22 Lande: Einige neue Experimente zur Quantenhypothese usw. [eee SR 1 
über die ganze Zeit gleichmäßig verteilt. Nehmen 
wir aber immerhin an, ein Elektron sei aus dem 
hier hängen die Anfangsgeschwindigkeiten der 
lichtelektrischen Elektronen wesentlich von der 
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auftreffenden Schwingungszahl v ab; man findet 
Energiewerte, die entsprechend der Stokesschen 
Regel um einige Prozent hinter dem quanten- 
theoretischen Wert h-y zurückbleiben (Hughes, 
Richardson). Dabei hängen die Geschwindig- 
keiten der lichtelektrischen Elektronen nicht von 
der Intensität des auffallenden Lichts ab, son- 
dern allein von seiner Farbe v; nur die Zahl der 
pro Zeiteinheit ausgesandten Elektronen hängt 
von der Intensität ab und ist ihr direkt propor- 
tional. Um die Merkwürdigkeit der bei den 
sekundären Kathodenstrahlen und dem lichtelek- 
trischen Effekt geltenden Gesetze zu erkennen, 
wollen wir wieder überlegen, was an ihrer Stelle 
nach mechanisch-elektromagnetischen Anschau- 
ungen zu erwarten ist, wenn, wie als festgestellt 
anzunehmen ist, die lichtelektrische Elektronen- 
energie aus dem auffallenden Licht stammt. Nach 
gewöhnlichen Vorstellungen wird das im Atom 
gebundene Elektron durch die auffallenden Licht- 
wellen in Schwingungen geraten, d. h. Energie 
auffangen, zugleich aber selbst wieder ausstrah- 
len. Die Loslösung aus dem Atom möge geschehen, 
wenn die Entfernung des Elektrons von seiner 
Gleichgewichtslage einen kritischen Betrag über- 
schreitet oder, was auf dasselbe hinauskommt, 
‚wenn seine Energie einen gewissen Wert «¢ er- 
reicht (dessen Betrag nahe bei hv, liegen muß, 
weil hv, die bei der Lostrennung geleistete Arbeit 
darstellt, $ 6). Bei ungestörter Lichtanregung 
wird sich mit der Zeit ein dynamisches Gleichge- 
wicht zwischen Energieein- und -ausstrahlung her- 
stellen, so daß das Elektron schließlich eine ge- 
wisse Energie = enthält, deren Betrag mit abneh- 
mender Intensität des erregenden Lichts beliebig 
verkleinert werden kann. Durch genügende Ver- 
minderung der auffallenden Intensität (Entfer- 
nung von der Lichtquelle) kann daher dieses = 
unter den kritischen Wert e. gebracht werden, 
so daß das Elektron sich nie vom Atom losreißen 
wird. Die experimentelle Beobachtung des licht- 
elektrischen Effekts geschieht aber gerade bei In- 
tensitäten, die unter der Annahme normaler Aus- 
strahlung theoretisch bei weitem nicht zur Er- 
reichung der kritischen Energie ¢, hy genügen 
würden. Sogar wenn angenommen wird, daß nur 
Energieeinstrahlung und keine Ausstrahlung des 
Elektrons vorhanden ist, würde man die Ansamm- 
lungszeit der Energie e, dadurch bei jedem Atom 
beliebig verlängern können, daß man sehr 
schwaches Licht aufstrahlt; hätte dieses genügend 
lange gewirkt, so müßte im selben Moment in 
allen Atomen die Energieaufspeicherung fertig 
sein und plötzlich aus allen Trillionen Atomen 
die Elektronen befreit werden. In Wirklichkeit 
beobachtet man aber auch bei sehr schwachem Licht, 
daß schon nach unmeßbar kurzer Zeit die Be- 
freiung einzelner Elektronen stattfindet, derart, 
daß sich die eigentlich am Schluß der Aufspeiche- 
rungszeit erwartete. lichtelektrische Explosion 
Atom befreit; dann wird es nach der Elektro- — 
dynamik unter dem Einfluß der auftreffenden 
Welle v hin und her geschüttelt und wird dabei — 
Energie aufnehmen und ausstrahlen. Dagegen ist 
absolut nicht einzusehen, warum es plötzlich gerad- 
linig fortfliegt, noch dazu mit einer Energie h- vy, 
deren Größe gar nicht von der Stärke, sondern nur 
von der Schwingungszahl der auffallenden Licht- 
welle abhängt. Will man die Lichtquantenhypo- 
these, welche diesen Erscheinungen gerecht wird, 
aber mit andern optischen Erfahrungen unverein- 
bar scheint, vermeiden, so bleibt nur übrig, anzu- 
nehmen, daß durch gewisse unbekannte Vorgänge 
die gesamte von den Trillionen Atomen absor- 
bierte Lichtenergie jederzeit sämtlichen Atomen ~ 
zur Verfügung steht und in einzelnen zufällig be- 
sonders „disponierten“ Atomen zur Auslösung ge- 
langt und dort den lichtelektrischen Prozeß her- 
vorbringt. Freilich spricht gegen diese Disposi- 
tionshypothese die Tatsache, daß auch in Gasen, 
bei denen die einzelnen Atome nur verhältnis- 
mäßig selten in Wechselwirkung treten, ein licht- 
elektrischer Effekt vorhanden ist. 
§ 10. Aus allem geht hervor, daß wir in den 
besprochenen Quantenefrekten Erscheinungen vor 
uns haben, die der Einordnung. in unser elektro- 
magnetisches. Weltbild vollkommen widerstehen. 
Nun sind schon seit längerer Zeit andere Tat- 
sachen bekannt, von denen dasselbe gilt. Bereits 
die Existenz von Elektronen, in denen endliche 
Ladungen auf engem Raum konzentriert sind, 
ohne daß deren enorme Abstoßungskräfte zur Zer® 
sprengung der Ladung führen, zeigt fremde Wir- 
kungen an, welche die elektrischen Kräfte auf- 
heben. Vor allem aber die Tatsache, daß die 
positiven und negativen Elementarladungen nur 
in ganz bestimmten Konfigurationen, die wir 
chemische Atome nennen, vorkommen, welche 
sich, wie die radioaktiven Prozesse lehren, gegen- 
seitig reproduzieren, und deren Eigenschaften, 
quantenhafte Licht- und Elektronenemission, sich 
elektromagnetisch nicht erklären lassen, deutet 
auf Vorgänge hin, von deren „Mechanismus“ wir 
uns auch nicht den allergeringsten Begriff 
machen können. Das einzige, was wir von ihnen 
wissen, ist, soweit rein periodische Prozesr=a mit 
einer wohldefinierten Schwingungszahl v in Be- 
tracht kommen, die Gültigkeit des Plancksehen 
Wirkungsgesetzes « = h- v. Es wurde oft diskutiert, 
ob das Wirkungsgesetz in einer Eigenschaft der 
Atome beruht oder bereits dem Vakuum zuzu- 
schreiben ist. Demgegenüber hat A. Sommer- 
feld das Programm aufgestellt, umgekehrt aus 
der Gültigkeit des Quantengesetzes das Dasein 
der chemischen Atome begreifen zu lernen, 
Literatur. 
Beatty, Proc. Roy. Soc., A 87, 511, 1912. 
Barkla und Sadler, Phil. Mag. 16, 550, 1908. 
Bohr, Phil. Mag. 26, 1, 1913. 
Einstein, Ann. d. Phys. 17, 132, 1905. 
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