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Bemerkungen ber die Schmidtsche Theorie der Phosphoremanation.

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13. Bemerkumyen dkber die Schmidtsche Theorie
der Phosphoremanation; von C a r l Barzcs.
1. Die schonen Versuche, welche Hr. G. C. Schmidt')
mitgeteilt hat, lassen sich leicht so wiederholen, da6 man
Phosphormheibchen zwischen Drahtnetzstreifen gepreBt, isoliert
und horizontal aufstellt. Nahert man dann dem Phosphor
horizontal eine geriebene Siegellackstange, so sieht man, wie die
Teilchen an der einen Seite den Kraftlinien zufolge sich auf den
Siegellack stiirzen, nach der anderen Seite aber alsbald vom
Drahtnetz weggetrieben werden. Beiderseits liegen die Dunstfaden in einer Ebene. Sowohl der Gang positiver wie negativer Ladung wird offenbart, und was besonders auffallt, ist die
Geschwindigkeit v , mit welcher sich die Faden vorwarts bewegen.
Bedenkt man, da6 fur ein einzelnes Teilchen von der Ladung e
und Clem Radius R, das sich im Kraftfeld P durch Luft von der
Zahigkeit p bewegt, die Gleichung v = e F / 6 R p R erfiillt sein
muB, so kommt man zu dem SchluB, da6 es sich hier um relativ
auBerordentliche KraftauBerungen handeln miiBte. Die Erecheinung verlanft aber so, als wenn an den diametral gegeniiberstehenden Teilen der Dunstwolke ein negativer Druck anhaftete.
2. Die Theorie des Hrn. S c h m i d t veranlaBt mich, insofern
sie sich auf meine Versuche bezieht, zu folgenden &d3erungen:
Ich habe mich bei meiner quantitativen Bearbeitung des Gegenstandes keiner reinen Elektronentheorie bedient. Ich habe
allerdings oft berechnet, was vorliegen wiirde, wenn jedes Teilchen
mit einem Elektron geladen ware ; doch das ist etwas anderes.
Ich nenne die Teilchen ziemlich konsequenterweise, ,,Nuklei".
Wird ein koaxialer Zylinderkondensator vorausgesetzt (Lange I ,
Radien rl, r2, effektive Kapazitat C, radialer Potentialunterschied E ) , so gilt bei meinen Versuchen die allgemeine Gleichung
wo no die Anzahl der ektretenden Partikelchen pro Kubikzentimeter, P die Qeschwindigkeit des tragenden Luftstromes
in Liter pro Minute bedeuten. Ferner ist U die Geschwindig1) G. C. S c h m i d t , Ann. d. Phys. 10. p. 704. 1903.
2) C. Bar u s , Smithscmian Contributione to knowledge Nr. 1309.
1901; Nr. 1373. 1903.
Schmidtsche Theorie der Phosphoremanation.
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keit der Partikelchen mit der Ladung e , im Kraftfeld Eins,
k (Absorptionsgeschwindigkeit) die Geschwindigkeit in einer
gegebenen Richtung im Kraftfeld Null. Die Wichtigkeit des k
beweist der Dampfstrahl oder die Kondensationskammer.
Bei Phosphor ist nun h grog gegen U E / ( r , - T I ) , und
es kommt ein dem Ohmschen ahnlicher Gesetz zu stande.
Bei Wassernuklei ist k relativ klein und man erhalt bei groBem 3
konstante Strome von letzterer GroBe unabhhngig. Bei Phosphor
schatze ich die Anzahl der Teilchen unmittelbar a n der Phosphorflache auf lo8 pro Kubikzentimeter. Bei Wassernuklei kann die
Zahl im Fall auBerst kraftiger Zersfaubung verdunnter Liisungen
nicht weit uher lo4 hinausgetrieben werden. Die Ladungen
der Teilchen verhalten sich etwa im umgekehrten Verhaltnis.
3. Die Eigengeschwindigkeit der Teilchen denke ich mir
so bedingt, daB dieselben einerseits zu klein sind, um symmetrischen MolekularstoB zu empfangen, andererseits nicht klein
genug, um auf diese Weise die gewohnliche Ordnung der
Molekulargeschwindigkeiten zu erreichen.
4. Den Ursprung der Ladung der Pbosphorteilchen (man
wird sie doch wohl schlechtweg Ionisation nennen miissen) stelle
ich mir als Verlauf einer Massenwirkung dar : Bei der Oxydation
des Phosphors bildet sich ein Produkt, das bei uberschussigem
Phosphor stabil, bei uberschussiger Luft dagegen instabil ist.
Wahrend das Oxyd von der Phosphorflache fortwandert , zerf&llt es, und daher ruhren die in gleicher Anzahl vorhandenen
positiven und negativen Ionen. Man darf daher nicht uberrascht sein, wenn das Kraftfeld die Ionen nicht wegschaffen k a n a
Analoge Erscheinungen mijgen hier Platz finden. Aus
staubfreier feuchter Luft bekommt man durch maBige pliitzliche Abkuhlung bekanntlich keine Kondensation. Das Gleiche
gilt fur staubfreies feuchtes Leuchtgas. Mischt man aber beide
Gase, so wird die Kondensation kurz nach der Mischurig betrachtlich (etwa 2500 Nuklei pro Kubikzentimeter). Es haben sich
Nuklei durch chemische Reaktion gebildet. l) Ionisation kann
man hier nicht wachweisen. Schichtet man Leuchtgas vorsichtig
uber Luft, so kann man den Verlauf der Diffusion an der
Grenzfiache durch Kondensation der vorhandenen Feuchtigkeit
beobachten. Desgleichen wenn man schwere Dampfe wie Benzol
____
1) Wahrscheinlich schwefelhaltiger Natur. So erzeugt z. B. Schwefelkohlenstoff an ciner Luftgrenze ohne weiteres Kondensationskerne.
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C. Barus. Scfimidtsche Theorie der Phosphoremanation.
in staubhaltiger Luft nach oben diffundieren lafit, eine Erscheinung, die ich anfangs irrtiimlich als Diffusion der Nuklei
selber angesehen habe.
5. Wichtig fur die Erscheinung ist das Verschwinden der
Ionisation. Leitet man die Luft uber Phosphor direkt in den
geladenen Kondensator, so bekommt man verhaltnismaBig
krtiftige Strome. Fiihrt man aber die geladene Luft erst durch
eiue groBe Flasche oder dergleichen, und dann in den Kondensator, so verschwinden die Strome im letzteren bis auf wenige
Prozente. Die Anzahl der Partikelchen ist, wie man durch
Kondensation nachweisen kann, in beiden Fallen nahezu dieselbe.
Das Gleiche ergibt sich auch fur Wassernuklei, wo die
Ladung ebenfalls positiv und negativ, aber nicht symmetrisch
vorhanden ist und fast vollstandig verschwindet, wiihrend sich
die Anzahl der Teilchen nahezu konstaiit erhalteii hat. Im
wesentlichen hat dies j a schon langst L e n a r d gefunden.
6. Ubrigens wird die Luft nicht dadurch leitend, daB
man leitende Partikelchen hinein gibt. Hypothesen uber die
Art der Leitung von Partikelchen zu Partikelchen ergeben sich
als erste Bedingung der Schmidtschen Theorie. Am einfachsten kommt man wohl hier zum Ziel, wenn man zugibt,
der ganze Raum innerhalb der Wolke sei ionisiert, denn jede
Theorie muB sich bis auf verschwindende Kraftfelder kontinuierlich erstrecken. Man muBte wenigstens zum StoB der
Partikelchen Zuflucht nehmen. DaB die beobachteten betrachtlichen Geschwindigkeiten ihre Entstehung lediglich der Inhomogenitat des Kraftfeldes verdanken konnen , scheint mir ausgeschlossen. [Bei der konzentrierten Schwefelsaure ist z. B.
die Abgabe der jedenfalls leitenden Nuklei etwa ebenso kraftig
wie bei Phosphor, und dennoch zeigt die umgebende Luft vorzugliche Nichtleitung. Anmerkung bei der Korrektur.]
P r o v i d e n c e , U.S.A., Brown University.
(Eingegangen 30. April 1903.)
Beriohtignngen
zu der Arbeit W. S c h w a r z e , Bestimmung der W&rmeleitungsfiihigkeit
von Argon und Helium. Bd. 11. p. 303. 1903.
Seite 303, 328, 329 lies Conrau statt Conran.
,, 304, Zeile 13 von oben lies Gasmenge.
,, 325, ,, 13 von unten lies 0 = 16 statt 0 = 10.
Druclc von Metzger & Wittig in Leipzig.
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