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Die Existenz eines Subelektrons.

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.A9 16.
1916.
ANNALEN DER PI-LEYSIK.
VIEBTE FOWE. BAND 50.
8
1.
Hhtorimhe lilntwiokelung der Idee einw elementarelektrbohen Quantums.
Es war im Jahre 1833, als F s r a d a y s elektrolytische
Entdeckungen zuerst anf das Vorhandensein eines elementaren elektrischen Quantums hinwiesen und zuerst eine ungefiihre Schatzung seines Wertes ermoglichten. Diese Schatrmng
wurde zuerst durch Stoneyl) im Jahre 1874 durchgefiihrt,
der den Wert auf 0,3 . 10-lo elektrostat. Einh. ansetate, einen
Wert, der von den elektrolytischen Bestimmungen deg Produktes N e und den kinetisohen Theorieberechnungen von N ,
der Zahl der Molekiile in einem Grammolekiil, abhing. Diese
durch die kinetische Theorie berechneten Werte schwanken
um das Zehnfache; wenn aber der Wert, der u m 1900 allgemein angenommen war, niimlich der in Meyers wohlbekanntem Buche gegebene, gebraucht wird, so gibt Stoneys
Methode e = 2.1O-lO elektrostat. Einh.
Die Faradayschen Gesetze wurden jedoch sogar von den
scharfsinnigsten Gelehrten nicht als ein allgemeiner Beweb
der atomistischen Zusammensetzmg der Elektrizittit angesehen ;
denn es war gens und gar natiirlich, dieses genane vielfache
Verhaltnis der Quanten in Elektrolyse lieber den Eigenschaften der Atome, die diese Quanten tragen, als der atomistischen Eigengchaff der Elektrizitiit selbt zurmschreiben.
Dies war auch die Behandlungsweise, die Maxwells) verfolgte,
der sich selbst entschieden eher allgemeinen atomistischen
Theorie der Elektrizitlit entgegemtellte. Aber anch Farad ay,
1) G. J. Stoney, Trens. Roy. Dublin SOC. 4. p. 582. 1891. Ebenso
Phil. Mag. p. 386. 1881.
2) 0.E. Meyer, Die kinetische Theorie der am, 1899. Die Zahl
der Gaemolekiile im Knbikzentimeter ist hiep als 6 x lo1@ gqebein und
mbpricbt N = 1,34 x lV'.
3) J. C. Maxwell, Electricity and Magnetism, p. 380 u. 381. 1873.
Aaualen der Ph-.
IV. -go.
M).
48
730
R. A . Millikan.
v. Helmholtz1) und Kelvin2) zeigten alle deutlich, daB
sie diese scheinbare Ionenladung, die in Elektrolyten vorhanden ist, nicht als einzeln existierende Elementarquanta
auf geladenen Metallen enshhen. Bis 1900 sogar wurde allgemein ein scharfer Unterschied zwischen metallischer und
elektrolytischer Leitung gemacht.
Die Versuche im Cavendich-Laboratoriums, urn 1900
von Townsend, Thomson, Zeleny, R u t h e r f o r d , H. A. u.
C. T. R. Wilson u. a. zeigten n u , dal3 die Leitung in Gasen
von derselben Natur wie die elektrolytische Leitung sei, warfen
aber kein neues Licht auf die Natur metallischer Leitung.
Sie gaben jedoch groBe Anregung eugunsten der atomistischen
Theorie der Elektrizitiit, so daB diese die herrschende Deutung der elektrischen Phlinomene wurde. Auch zeigten sie
die Existenz eines Teilchens (Thomsons corpuscle), dessen
Wert elm l/laso des Verhdtnisses fiir das Wasserstoffion bei
der Elektrolyse sei; und sie zeigten ferner, daB man dieses
Teilchen in der Natur unter verschiedenen Bedingungen vorfiinde. Townsend 3, Thornsons), H. A. Wilsons), P r z i bram'), Millikan u. Begeman*), E h re nh aft s ) und De
Broglie lo) machten nacheinander rohe Bestimmungen oder
Berechnungen des mittleren Wertes des elektrischen Quant u m an Gasionen und fanden ihn innerhalb der Grenze der
Beobachtungsfehler (ca. 100 Proz.) gleich dem fiir ein Aquivalention bei der Elektrolyse berechneten.
$ 2. Isolierung einaelner Trgpfohen und Meeeung ihrer Lsdung.
Kein Verfahren irgend eines dieser Beobachter jedoch
ermoglichte die Besthmung einer anderen als der mittleren
Ionenladung. Dal3 die Ionenladungen in beiden, in Fliissigkeiten wie auch in Gasen, einander gleich seien, wurde gel) H. v. Helmholtz, Wisenschaftliche Abhandlungen 3. p.
2) Lord Kelvin, Nature 66. p. 84. 1897.
3) J. J. Thomson, Conduction of Electricity through Gases.
4) J. S. Townsend, Proc. Cambridge Phil. SOC. 9. p. 244.
6) J. J. Thomson, Phil. Mag. 48. p. 628. 1898.
6) H. A. Wilson, Phil. Mag. 6. p. 429. 1903.
7) K. Przibram, Physik. Zeitschr. 3uli 1907.
8) R. A. Millikan u. L. Begeman, Phys. Rev. 26. p. 198.
9) F. Ehrenhaft, Phpik. Zeitschr. 10. p. 308. 1909.
10) M. de Broglie, Le Radium 6. p. 203. 1909.
69.
1906,
1897.
1908.
Die Exktmz eines Subelektrons?
781
wohnlich angenommen, konnte aber nicht bewiesen werden.
E h r e n h a f t , in einer Abhandlung, welche vor der Naturforscherversammlung m Konigsberg im September 1910 vorgetragen wurde, gibt einen sehr klaren Bericht iiber diese
Unvollkommenheit seiner eigenen Bestimmungen von e und
behauptet das gleiche auch von den Arbeiten aller anderen
Beobachter. In der Tat gelang es mir jedoch schon iiber ein
Jahr friiher, niimlich im Friihjahr und Sommer 1909, eine
Methode zur giinalichen Entfernung dieser Fehler zu finden.1)
Dies wurde durch die Isolation einzelner geladenen Wassertropfchen in einem vertikalen elektrischen Felde, durch die
Bestimmung der Elektrizitiitsmenge, die jedes Tropfchen
triigt, sowie durch die Messung von 1. der Fallgeschwindigkeit
unter der Schwerkraft, 2. der Geschwindigkeit unter der vereinigten Wirkung der Schwerkraft und dem elektrischen Felde
ermoglicht (vgl. p, 746).
Das Folgende ist eine Anfiihrung aua dieser im Oktober
1909 verfaSten Publikation (Phil. Mag. 19. p. 219. 1900):
,,Es ist ein BuSerst interessanter und lehrreicher Versuch,
auf den Beginn der Bewegung eines dieser Tropfen zu warten
und sie zu trennen oder in der Richtung u m k e h r e n , indem
man das Feld anlegt oder entfernt. Ich habe oft einen Tropfen
gefaBt, der gerade noch, m leicht war, urn in der Schwebe
gehalten zu werden, und bewegte ihn dann vier- oder fiinfmal
zwischen zwei Fadenkreuaen hin und her, indem ich beobachten konnte, daB er merst unter der Schwere sich abwarts
bewegte, wenn das Feld fortgenommen war, und dann gegen
die Schwere emporstieg, wenn das Feld angelegt wurde. LXe
Genauigkeit und Sicherheit, mit welcher der Zeitpunkt des Durchganges der Tropfen durch die Fadenlcreuze bestimmt werdefi
kann, ist g m u dieselbe, welche bei der Zeitbeshzmung des
Durchganges eines S m durch das Fadenlcreuz eims Durchgangsfernrohres erreichbar ist. Da ferner die Beobachtungen
der in der Gleichung (4) vorkommenden GroSen alle bei dem1) Diem Methode und die Raultata wurden auf der Britischen
Association-Versdung in Winnepeg im August 1909 ale eine nachtriiglioh beigeftigte, ins Programm mitehgeschlossene Mittdung, beriuhtet. Diem Reaultate wtmm zumt kurz gefaBt im Phpicel Redew
?9. p. 260. 1909, und vobtiindig im Phil. Mag.. 19. p. 209. 1910 veroffentlicht.
48
*
732
R. A. Millikcm.
selben Tropfen gemacht sind, so fallen offenbar alle Unsicherheiten fort, ob bei der Herstellung der kondensierten ,,Wolken'*
nacheinander immer gleiche Bedingungen eingehalten werden
konnen. Es bleibt keine theoretische Unsicherheit in der
Methode ubrig, a u h r der Frage, ob das Stokessche Gesetz
fiir diese durch die Schwere fallenden Tropfen giiltig ist. Die
Versuchsfehler sind auf die Unsicherheit reduziert, die in der
Zeitmessung von 5-5 Sek. lie& wobei der Gegenstancl der
Zeitbestimmung ein einzelner heller bewegter Punkt ist."
Ein Vergleich der nach dieser Methode beobachteten
Ladungen zeigte, dal3 sie das Zwei-, Drei-, Vier-, Fiinf- und
Sechsfache einer besonderen Ladung seien, die nstiirlich die
kleinste Ladung der Ionen im Gase, die ich studierte, sein
muBte. Der Wert dieser Ladung, zufolge dem einfachen Mittelwert meiner Messungen, war 4,70. 10-lo elektrostat. E b h .
Ehrenhaf t veroffentlichte ein Jahr spiiter die erwahnte
Abhandlungl), in der er meine Arbeit von 1909 bespricht
und Behauptungen aufstellt, daB ich keine Ladungen an einzelnen, individuellen .,Partikeln bestimmt hiitte, sondern daS
erst er eine geeignete Methode gefunden hiitte. In seinen
Worten: ,,Bei dieser ersten Ausfiihrung war es mir nicht gelungen, an ein und demselben Metallteilchen elektrische Beobachtung und Fallbeobachtung hinterebander zu machen.
Erst der hier eingewhlagene Weg gestattet, bis an die Grenze
der Ultramikroskopie die Geschwindigkeit der Steigbewegung
eines Einzelteilohens unter dem EinfluB einer geeigneten
Spannung und sodann an eben ulwz demselben Teilchen die
Fallgeschwindigkeit desselben Partikels unter blofkm EinfluB der Erdsohwere bei kuregeschlossenem Kondensator zu
messen."
Die neue Anordnung E h r e n h a f ts und seine neue Beobachtungsmethode waren in jeder wesentlichen Hinsicht genau
dieselbe Wie die, welche ich in der Abhandlung, die er kritisierte, gebrauchte, die aber, wie er selbst behauptet, von der
Methode verschieden war, die er in seiner friiheren Arbeit
1) Ihre ersta Ersoheinung im Druok in etwas veriinderter Form
kam im Heft der Phpik. Zeitschr. fiir 16. Juli 1910, p. 619, mter dem
Titel: ,,fber h e neue Methode zur Measmg von Elektrizitiitsmengen
an Einzelteilohen, deren Ladung die Ladung des EIektrons erheblich
unterschreiten, USW."
Die Escistenz eines
Subelektrons 1
753
gebraucht hatte. Denn vor der Abhandlungl) vom Jahre
1910 hatte Ehrenhaf t niemals ein vertikales elektrisches
Feld2) gebraucht, und daher, wie er auch zugibt, keine Laclung an einem eineelnen bestimmten Partikel finden konnen.
Der Grund, den er fur seine Behauptung angibt, daS auoh ioh
nicht die Ladungen an einzelnen Partikeln gemessen hiitte, war,
da13 ich in der Zusammenfassung meiner Resultate die Werte
2 e, 3 e usw. B u s den Beobachtungen verschiedener Tropfchen,
die eine Ladung 2 e usw. trugen, genommen hatte. Ich hatte
dies jedoch nur mit solchen Tropfchen getan, die, da sie duroh
genau dasselbe elektrisohe Feld festgehalten wurden und mit
genau derselben Geschwindigkeit unter der Erdsohwere fielen,
genau gleich groS sem mul3ten und auch genau dieselbe Ladung
tragen muSten. Stillstehende Tropfchen mit verschiedenen
Ladungen fielen mit ganz verschiedenen Geschwindigkeiten,
wenn das Feld ausgeschaltet wurde, und kamen daher niemals in Betraoht. Was ioh also wirklioh tat, war niohts weiter
als was immer getan wird, um eine genaue Messung irgend
einer physiblischen GroSe zu bestimmen, z. B. die einer
Lange, wo man genau dieselbe Messung versohiedene Male
macht und dann den Mittelwert nimmt, nur um den Fehler
beim Ablesen des Me@mtrum.entes 2u u e w h ~ m . Dieses Instrument war in meinem Falle eine Stoppuhr. & existiert
nicht der geringste Grund, die Schwankungen, die E h r e n h a f t in meinen Messungen iiber e fand, einer veriinderlichen
GroBe der IonenJadung zuzuschreiben; denn sie waren nioht
grol3er als die unumgiingliohen Abweiohungen, die in einer
Stoppuhrmessung eines Zeitintervalls von 2-5
Sek. vorkommen. Hiitte ich den Wert e fiir jede einzelne Beobacbtung
ausgearbeitet und dann den Mittelwert genommen, so ware
das Resultat notwendigerweise auch dasselbe gewesen. Diese
1) Sie erscheint auch in etwas veriinderter Form in den Wiener
Berichten vom 12. Mai 1910, Abt. IIa; aber d i ~ s ePublikation ist scheinbar nicht vor Dezember 1910 erschienen, wenigetens iet sie nicht vor
diesem Datum im ,,Naturtw Novitates" zitiert.
2) In der Tat benutzte er in der friiheren Arbeit (1909), auf die
oben Fkzug genommen ist, diegelbe Anordnung und Beobachtungsmethode,
die schon im Jahre 1908 von De Broglie vollstiindig beschrieben und
in seinm Untmmchnngen metallisqher Partikeln, die vom Bogen $er
-ken
zwisohen metallisohen Elektrodm kommem, gebraucht wurde.
Vgl. Compt. rend. p. 624 u. 1010. 1908.
734
R. A . M i U i h n .
Kritik hat also nur mit der Art, in der ich meine Beobachtung
geordnet habe, zu tun, und gar nichts damit, wie ich meine
Messungen machte, die in der Tat Messungen der Ladungen,
getragen von einzelnen individuellen Partikeln, waren.
Der Grund dieses Bestrebens, Variationen in meinen
Messungen der Ladungen auf verschiedenen Ionen zu finclen,
lag darin, daB E h r e n h a f t , als er 1910 die De Brogliesche
Methode mit der Methode, die ich mit Wassertropfchen gebraucht hatte, und die allein die Bestimmung der Laclung
auf einen einzelnen Partikel mliiBt, vertauschte, fand, daB
diese von ihm gemessenen Ladungen groBe UnregelmBBigkeiten
zeigten. Dies schien ihm das Nichtvorhandensein eines elementaren elektrischen Quantum zu beweisen, und er behauptete, daB die kleinste Ladung, die in vorhergehenden
Arbeiten uber Flssigkeiten und Gase vorkam, nichts weiter
sei als ein statistischer Mittelwert, der von Ladungen weit
verschiedener GroBen gebildet sei. Die einsige erschienene
Arbeit, die diese Ansicht verneinte, war eben die meinige
uber die Ladungen auf Wassertropfchen, und daher suchte
er auch in meinen Messungen Schwankungen zu finden.
9
3. AlIgemeiner Beweia der atomistieohen Zusemmemetmng
der Elektrizitiit.
Im April 1910, drei Monate vor der ersten Drucklegung
dieser Abhandlung E h r e n h a f t s in der Physik. Zeitschr., die
die verbreitete Ansicht iiber die atomistische Zusammensetmng der Elektrizitiit zu untergraben schien, las ich vor
der Amerikanischen Physikalischen Gesellschaft die Abhandlung'), die, wie mir scheint, einen ganz allgemeinen Beweis
fiir die Ansicht liefert, daB alle elektrischen Ladungen, entweder an Ionen oder an groBeren Korperchen, Isoletoren
oder Leitern, einfech eine Sammlung elementarer elektrischer
Korperchen oder Atome und dal3 diese alle gleichwertig sind.
Der wesentliche Bestand dieses Beweises lag in den folgenden
drei Tatsachen, die jedoch teilweise erst nach zwei oder drei
Jahren festgestellt wurden :
1) Dime Abhandlung erschien im Druck in einem Auszug in Phys.
Rev. 81. p. 92. 1910; Science 32. p. 436-443.
1910; Physik. Zeitschr.
11. p. 1097-1109. 1910. Fiir eine vollstiindige Publikation vgl. Php.
Rev. 82. p. 361-397. 1911.
Die Existenz eines Subelektrons 1
755
1. DaB die Ladungen, die von Ionen im Gase an Tiopfchen irgend einer Subabnz aufgefangen werden, ganz genau
gleichwertig oder genaue Vielfache einer bestimmten Ladung
sind ;
.
2. daB die statischen Ladungen;die an Korpern, gleichgiiltig, o b Isolatoren oder Leiter, haften und die auf diese
Korper durch Reibung oder andere Verfahren gebracht werden
konnen, immer genaue Vielfache dieser kleinsten Ionenladung
sind ;
3. daB die direkte Absonderung eines negativen Elektrons
vom Tropfchen durch darauffallende Rontgenstrahlen dieselbe
VerPnderung in der Ladung bewirkt als das Aufnehmen eines
Ions.
Solange ein geladenes Tropfchen in Form und GroBe
unverilndert bleibt, ist in einem bestimmten elektrischen
Felde die h d e r u n g in der Geschwindigkeit, die durch das
Aufnehmen eines oder mehrerer Ionen verursacht wird, proportional zur Ladung, welche das oder die Ionen trug. Ich
fund diese A'nderungen in der Geschwindigkeit alle genau dieselben odw deren genaue k k h e V;elfache.
Und weiter, wenn die Totalgeschwindigkeit des geladenen
Tropfchens, durch Einschalten des bestimmten elektrischen
Feldes, immer als exaktes Vielfaches der kleinsten Geschwindigkeitsveriinderung, verursacht durch das Aufnehmen von Ionen,
gefunden wird, so muB die urspriingliche Ladung, die durch
Reibung oder andere Griinde verursacht war, auch aus diesen
kleinsten Ionenladungen aufgebaut sein. Ich fund dieses Verh&&nk in jedem Falle sehr genau erfiillt.
Und schlieBlich, wenn nun die Geschwindigkeitsveriinderung, die durch die Beleuchtung des Partikels mit X-Strahlen
oder ultraviolettem Licht und den dadurch ausgelosten negativen Elektronen herbeigefiihrt wird, dieselbe ist wie die,
welche durch das Auffangen eines Ions bewirkt wird, clann
muB also die Ionenladung gleich der Ladung sein, die von
dem negativen Elektron oder p-Partikel getragen wird. Jedes
dieser Verhiiltnisse wurde im Winter 1909/10 sorgfiiltig studiert,
und in einer im April 1910 vorgetragenen Abhandlung wurde
der SchluB gemacht, daB diese Experimente den allgemeinsten
und unanfechtbarsten Beweis fiir den atomistischen Abbau
der Elektrizitiit liefern. Diese Sohliisse wurden erst nach
786
R. A . Millikan.
vier Monate langen ununterbrochenen experimentellen Arbeiten,
vom Dezember 1909 bis April 1910 (vgl. Phys. Rev. 82. p. 360),
gezogen. Die Tropfchen waren BUS vielerlei Materialien; manche
waren gute Leiter, wie Quechilber, andere Halbleiter, wie
Glyzerin, und wieder andere schlechte Leiter, wie 01. Ferner
wurden einzelne Tropfchen oft eine Zeit von 4-5
Stunden
hindurch beobachtet, wiihrend der viele Veranderungen der
Ladung auf einem bestimmten Tropfchen einesteils durch das
Fangen von Ionen und anderenteils durch das Entladen negativer Elektronen von den Tropfchen durch das direkte Darauffallen der X-Strahlen veranlaSt wurden. Wollte man diesen
direkten Verlust der Elektronen des Tropfchens verhindern,
so wurden Bleischirme in solcher Weise angebracht, daD das
Tropfchen selbst nicht von den StrahIen getroffen, das darunter befindliche Gas aber von ihnen ionisiert werden konnte
(vgl. Phil. Mag. Juni 1911. p. 757). Wir fanden auch im Jahre
1910, daS, wenn wir mit geringem Gasdruck arbeiteten, Verglnderungen in der Ladung durch das Fangen von Ionen,
wegen der Spiirlichkeit der Ionen, sehr selten vorkamen, sogar
wenn starke X-Strahlen zwischen den Kondensatorplatten
wirkten; aber die Verlinderungen durch das direkte Auffallen
der Strahlen kamen ebensooft vor wie zuvor. Deswegen ist es
sehr leicht, hi niedrigem Druck die Ladung eines Tropfchens
in der +-Richtung, und fast unmoglich, in der entgegengesetzten zu andern. In meiner ersten, 1910 veroffentlichten
Arbeit entlud ich die Elektronen vom Tropfchen nicht mit
ultraviolettem Licht, sondern durch das direkte Darauffallen
von X-Strahlen und y-Strahlen, die - wie Thomsons und
Len a r d s Arbeiten zeigen - beide negative Elektronen entladen, welche denselben Wert e l m haben wie diejenigen, die
von ultraviolettem Licht entladen werden. Joff 61) und
Meyer u. Gerlach2) begannesl 1913 ein sorgfiiltiges Studium
dieser Rage, indem sie die Methode der schwebenden Tropfchen, genau Wie 'ich sie in den Jahren 1909 und 1911 (Phil.
Mag. Februar 1910 und Juni 1911) gebraucht hatte, benutzten,
und fanden, daB, wenn die Ladung an ihrem Tropfchen durch
ultraviolettes Licht verhndert wurde, sie auch dasselbe viel1) Sitzungsber. d. Kgl. Akad. d. Wiss. Miinchen, Februar 1913.
2) Arch. de @nhe (4) 35. p. 398. 1913. Vgl. auch Ann. d. Phys.
45. p. 177. 1914.
Die
Exiatenx eines Subekktrons ?
757
fache Verhiiltnis zwischen den Ladungen bekamen, wie ich
es gefunden hatte, wenn ich die Veranderungen entweder
durch das Fangen von Ionen oder durch das Entladen der
Korpuskeln von dem Tropfchen durch X- oder y-Strahlen
herbeifiihrte. Joff6s und Meyer u. Gerlaohs wesentlicher
Beitrag in diesen Abhandlungen besteht in dem Beweis, daS
die Entladungen der Elektronen durch ultravioletteti Lioht in
unregelmiiBjgen Zwischenzeiten stattfinden und in den wichtigen Messungen uber die mittleren Liingen dieser Zwischenzeiten von Joff6 ,,Aufladungszeiten" und von Meyer u.
Ge r 1a c h ,,VerzogerungszeitenL
' genannt werden.
Des weiteren bestiirkten sie in jeder Hinsicht und sehr
iiberzeugend meine '&hliisse iiber die Gnauigkeit des Verhaltnisses der Vielfachen, das zwischen den Ladungen, die
auf ein Metalltropfchen gebracht werden konnen, besteht.l)
Als er seine Abhandlung im September 1910 in Konigsd
berg veroffentlichte, mBte Ehrenhaf t leider noch niohts
von diesem VerhiLltnis der Vielfachen; denn er hat& kein
quantitatives Studium dieser Eigenschaft von dem h d e r n
der Ladung gemacht und hatte meine Abhandlung auch noch
nicht gesehen. In allen seinen Experimenten, die er 1910
beschrieben hat, und meines Wissens in allen, uber die vor
1914 berichtet wird, beschreibt er nur die einmalige Auf- und
Niederbewegung eines einzelnen Partikels und die Beobachtungszeit von hijchstens einer Minute, genau so, wie ich es
sclion 1909 beschrieben hatte. Den Fortschritt, welchen seine
Experiment0 1910 gemacht hatten, kann man am besten
durch die folgende Bemerkung erkennen, die als ein Naohtrag zu der Korrektur der vorbemerkten langen Abhandlung
in den Wiener Berichten hinzugefiigt war. Diese Abhandlung enthiilt die ganze experimentelle Arbeit, uber die 1910
berichtet wurde. Es ist auch bemerkenswert, daS diese Abhandlung im nachsten Monat vorgelegt wurde, in welchem
1) Um eine genaue Messung dea vielfechen Verhiiltnissea ewischen
Ladungen zu bekommen, iet ea b s e r , die zwei Geschwindigkeibn W,
und w8 zu messen, als die Stiirke dea Feldw, mit der die v2-Geachwhdigkeit beinahe Null ist. DemgemiiB, um groDere Genauigkeit meiner Messungen zu erzielen, verlieB ich die Schwebende-Trcipfchen-Methode,die
Ehrenhaft, Joff6 und Neyer u. Gerlsch grtifitenteils gebrsucht
haben. Dies hauptsiichlich erkliirt die bemere obereinstimmung meber
Daten.
788
R. A . Millikan.
ich vor der Amer. Phys. Soc. die Abhandlung vortrug, in
der ich einen sorgfiiltig ausgearbeiteten Beweis iiber das Verhiiltnis der vielfachen Zahlen zwischen den Ladungen gab
und beschrieb, wie ein Tropfchen durch eine Zeit von iiber
5 Stunden hindurch zwischen den Kondensatorplatten auf
und nieder bewegt wurde, wiihrend sich in dieser Zeit die
Ladung viele Male iinderte, entweder durch das Fangen \-on
Ionen oder durch den Verlust eines negativen Ebktrons.
,,Verfasser ist im Begriffe, mit Hilfe eines die Zeit registrierenden Dreihebelstiftschreibers von Siemens & Hals ke
die beschriebene MeBmethode a n demselben Teilchen zu wiederholten Malen durchzufiihren, um so den zeitlichen Ladungszustand eines und desselben Partikels zu verfolgen. Es gelang
dies bis zu viermal und erwies eine ganz auhrordentliche
Prkizision der Methode. Es scheint vielfach ein kontinuierliches Entladen des Partikels stattzufinden ; dies jedoch nach
Bruchteilen des Elektronenwertes. Die Resultate, welche die
vorliegenden Schliisse erhiirten, werde ich in diesen Berichten
veroff entlichen."
Dies ist der einzige Hinweis auf eine Umladung der
Tropfchen, den die Arbeit von 1910 enth2ilt.l) Mit andeien
Worten, Ehrenhrtf t verspricht mit seinen Partikeln gerade
das zu tun, was ich schon in dem 1909 von ihm kritisierten
Artikel mit Wassertropfchen getan hatte.
Diese Anfiihrung ist wohl deshalb vorgebrecht worden,
um zu zeigen, wie es gekommen sein konnte, daS E h r e n h a f t seine Beobachtungen von 1910 so deutete, wie er es
eben tat. Jene zeigten sehr groBe Schwankungen in den
Werten der Ladungen, die von verschiedenen Partikeln getragen wurden. Er konzentrierte seine Aufmerksamkeit auf
1) Obgleich meine Abhandlung von 1909 keine Beapreohung der
Verhderungen der Ladungen enthiilt, hatte ich sie, wie ubrigem auch
De Broglie 1908, doch beobachtet (Compt. rend. 146. p. 624 u. 1010.
1908.) Trotz den oben gezeigten Verhiiltnissen schreibt Prof. Ehrenhaft
(Wien. Ber. 188. p. 73. 1914; Ann. d. P h p . 44. p. 670. 1914) in einem
Beaioht uber dimes Gebiet folgendes: ,,Die Umladung des Partikela erfolgt am besten durch Ionisierung der Luft im Kondensator. Solche
Urnladungen habe ich sohon im April 1910 konstatiert und im Anhange
an meine Abhandlung mitgeteilt. Etwa ein halbea Jahr spiter hat Milli%an ebenfds auf dieae Erscheinung bei seinen grijaeren &kugeln hingewieam."
Die Existem eines Subelektrons 7
789
diese Schwankungen und schlolS: 1 . dab die versohiedenen
Ionen verschiedene Ladungen hiitten, und 2., da13 versohiedene
dieser Ladungen vie1 kleiner waren als 4,5. 10-lo, der angenommene Wert des Elektrons. Wkre Ehrenhaf t damals
uber das Verhiiltnis der vielfachen Ladungen, das durch die
obengenannten Experimente ans Licht gefordert wurde, unterrichtet gewesen, so hlitte er schwerlich solch eine Deutung
seiner eigenen Resultate geben konnen; denn i n d i e m Befunde
ist der unanfechtbare Beweis enthalten, dap e l e ~ c h eLadungen
alle aUs einer hnzigen Einhitsladung aufsebaut w e r h . In
den Experimenten der letzten fiinf Jahre, trotzdem viele Beobachter meine Experimente mit allerlei Verhderungen wiederholt haben, hat keiner von ihnen, auber K o ns t an t i n o ws k y
(vgl. weiter unten), sogar E h r e n h a f t selbst nicht, irgend eine
Abweichung von diesem genauen vielfachen Verhaltnis, auf
das ich zuerst aufmerksam machte, beobachtet. Und bis eine
solche Abweichung gefunden ist, scheint es mir, daB kein
Beweisstuck uber die Existenz elektrischer Ladungen, die
kleiner als die eines Elektrons sind, angefiihrt werden kann;
denn einige der bderungen in irgend einer Reihe von 'Ladungen, die von einem Partikel getragen werden, werden
durch das Fangen von Ionen verursacht, und das vielfache
Verhiiltnis zeigt, daB alle anderen Ladungen, die in den Experimenten vorkommen, ganze Vielfache dieser Ionenladung
sind
.
4. Die wesentlichen Elemente in der Bestimmang des
absoluten Wertea e durch die Tropfmethode.
Es ware sehr bedauerlich, konnten die Ladungen an verschiedenen Tropfchen nicht auf ein gemeinsames MaB reduziert
werden, d. h. wenn eine absolute Bestimmung von e nicht
gemacht werden konnte. Aber meine Experimente l) zeigen,
daJ3 diese Berechnungen in der Tat mit ungewohnlicher U b r einstimmung gemacht werden konnen, wenn man das einzig
berechtigte Verfahren benutzt, die Geschwindigkeit des geladenen Korperchens in einem bestimmten elektrischen Felde
mit der durch die Wirkung einer bekannten &aft, wie die
Sohwerkraft nzg, m vergleichen. Dieser Vergleich kann nicht
gemacht werden, es sei denn, man kenne die Masse m des
1) Phya. Rev. 2. p. 109. 1913; 83. p. 393. 1911.
740
R. A . Millikan.
Korperchens und die G r a b seiner Oberfliiche S, die es der
Reibung des Mediums darbietet, und d a m sogar nur, wenn
man auch das Verhiiltnis llwischen der wirkenden &aft, der
dadurch erzeugten Geschwindigkeit und der Oberfliiche, die
der Reibung des Mediums ausgesetzt ist, kennt. Dieses Verhaltnis kennen wir durch die Stokessche Theorie und die
Arnoldschen Experimentalarbeiten genau (Phil. Mag. 82.
p. 755. 1911),aber nur, wenn die. Unhomogenitaten des M e d i u m
unendich. klein $m Vergleic7t xu der Gobe des K6rperchens sind.
Es gibt daher nur eine mijgliche Methode, e zu bestimmen,
namlick die Grenze xu finden, der, durch die Annahme des
Stokesschen Gesetzes, der scheinbare Wert von e sich nahert,
wenn die Grope des Tropfckns oder der Druck des Gases vergropert wird, um die Bedircgungen zu erfiillen, die in der S t o k e s schen Tkorie angemmmen und in A r n o l d s und Silve ysl)
Experimentalarbeiten erfdlt wurden. Tut man das, so verschwinden alle UnregelmiiBigkeiten in den Messungen ganz
und gar, und man bekommt fiir e eine auBergewohnlich konstante GroBe, wie meine veroffentlichten Resultate schon
zeigten 3, und wie andere, die weiter unten besprochen werden,
noch besser zeigen, sogar wenn die GroBen der Halbmesser
der Tropfchen so verschieden gemacht werden, daB sie euch
in das Gebiet kommen, in welchem E h r e n h a f t arbeitet.
Ehrenhaf t bekam aber g r o b UnregehaBigkeiten in dem
mit Hilfe des Stokesschen Gesetzes berechneten Werte von e,
und diese deutete er als Veriinderungen in der Elementarladung. Hr. F l e t c h e r und ich zeigten jedoch, daB solche
UnregelmiiBigkeiten wegen der Brownschen Bewegung 3, zu
erwarten seien, wenn eine sehr kleine Auf- und Niederbewegungslange gebraucht wird und wenn die Zeit der Auf- und Niederbewegung nur einmal genommen, wie es in E h r e n h a f t s
Experimenten getan wird. Wir zeigten durch unsere Experimentalarbeit ferner, daB die Brownsche Bewegung unter
den Verh8ltnissen seiner Experiment0 gerade diese UnregelmgBigkeiten, die er beobachtet, erkltirt. Ferner wiesen wir
1) 0. W. Silvey, Phys. Rev. (2); 7, p. 106, 1916.
2) Physik Zeitschr. 12. p. 161. 1911. Vgl. auch Phys. Rev. 82.
p. 393. 1911 und 2. p. 109. 1913.
3) Phpik. Zeitschr. 12. p. 161. 1911; vgl. auch Phys. Rev. 82. p. 393.
1911.
Die Existenz eines Subelektrons ?
74 1
darauf hin, da13 seine mittleren Werte nur dann uni eine Zahl
herum schwankten, die fiir e zu klein war, wenn er mit sehr
schweren Metallen, wie Platin, Gold oder Quecksilber, arbeitete,
was vielleicht dem Umstand zuzuschreiben ist, daI3 seine
Partikel unregelmlihige Formen oder Oxyde oder andere Verbindungen von kleinerer mittlerer Dichtigkeit waren, als die
er angenommen hatte. Da, er weder dann noch jetzt Ubereinstimmung in den Werten von e rnit verschiedenen Tropfchen bekommt und doch in jedem Falle seine Ladungen durch
das Fangen von gerade denaelben Ionerc andert, die - wi.e meine
Experimnte 2e;S.n - immr genau dieselben Ladungen tragen,
so ist es augenscheinlich ungereimt anzunehmen, daS diese
Ionenladungen in einem Falle einen bestimmten Wert annehmen, wenn sie durch eine Art Korperchen gefangen werden,
und in einem anderen Falle wieder einen anderen Wert fiir
andere Korperchen annehmen. Sein? Schwierigkeiten missen
notigerweise in einer falschen Annahme iiber die Formen, die
Dichtigkeit oder die G ro h oder das Fallgesetz seiner Partikeln
gesucht werden.
8
5. Die neuen Beweiestuoke.
Trotzdem Ehrenhaf t die Giiltigkeit unserer BeweLe
nicht zugab, so wurden sie allgemein als entscheidend angesehen
(vgl. Pohls ,,Bericht iiber e", Jahrb. d. Radioakt. u. Elektr.
8. p. 451). Sogar P rz i b ra m , der mit E h r e n h a f t zusammengearbeitet hatte und zuerst auch seine Ansichten annahm,
dchreibt mir, daB, trotzdem seine Arbeiten auf diesem Felde
,,mit solch groBem Irrtum angefangen waren, sie jetzt (1912)
in guter U'bereinstimmung rnit den meinigen stiinden".
Ganz kiirzlioh jedoch haben E h r e n h a f t l ) und zwei
seiner Schiiler Zernera) und KonstantinowskyS) einen
neuen Beweis der Existenz eines Subelektrons veroffentlicht,
und dies macht es notig, den Wert dieser neuen Beweise zu
besprechen. Die neuen Resultate sind genau so wie die alten,
rnit Ausnahme der folgenden Einzelheiten :
1) F. Ehrenhsft, Wien. Ber. 123. p. 53-155. 1914; Ann. d. Phys.
44. p. 657. 1914.
2) F. Zerner, Physik. Zeitschr. 16. p. 10. 1915.
3) D.Konstantinowsky, Ann. d. Phys. 46. p.261. 1915.
R. A . Millihn.
742
1. GroBe VorsichtsmaSregeln werden nun getroffen, das
Gas frei von Sauerstoff zu bekommen, um die Moglichkeit
der Oxydbildung zu verhindern. Auf Grund dieser VorsichtsmaBrege1 und weil einige Queobsilbertropfchen - die zehnund mehrmal groBere Durchmesser Laben als die, welche er
in seinen Experimenten gebraucht -, wenn mikrophotographisch beobachtet, sphkisch erscheinen und metallisohen
Glanz zeigen, nimmt er an, daB alle seine ultramikroskopischen Korperchen auch sphkisch und nicht verunreinigt sind.
Nach meiner Meinung ist dieser Beweis ganz und gar
nicht Gberzeugend, und E h r e n h a f t hat bis jetzt noch nicht
auf die Kritik geantwortet, daB seine UnregelmiiBigkeiten in
einer falschen Annahme iiber die Form, oder die Dichte, oder
die GrGBe, oder das Fallgesetz seiner Korperchen gesucht
werden miissen. Ich werde weiter unten zeigen, daB - nach
E h r e n h a f t s eigenen Deten - ein starker Verdacht fiir eine
Erkliirung in solcher Riahtung besteht. DaB einige groBe
Quecksilbertropfchen, die er photbgraphiert, spharisch erscheinen, ist kein Beweis, daB alle Korperchen spharisch
sin& besonders Partikel, die nur e h Zehntel oder ein Hundertstel
so grol3 sind als die, welche man photographieren kann. DaB
er sein Gas sorgfhltig von Sauerstoff befreit, ist ganz und
gar kein Grund, anzunehmen, daB, wenn ein elektrischer
Bogen zwischen Metallen erzeugt wird, nicht irgend eine Verbindung zwischen den Metallen und den Gasen, die in den
Elektroden gebunden sind, stattfindet. Was diesen Punkt
anbetrifft, so weiB ich von meinen eigenen Experimenten,
daB unter solchen Urntanden ein trages Gas, wie Stickstoff,
auBerordentlich tatig wird und hohere Stickstoffverbindungen
eingeht
Die Tatsache, daB diese niedrigen Werte nur mit Substanzen, wie Quecksilber, gefunden werden, deren Dichte
durch das Zusetzen eines Oxyds stark verringert wiirde, ist
ein sehr verdgchtiger Umstand; denn wenn die Dichte des
Tropfchens kleiner ist als die angenommene Dichte, so wiirde
der scheinbare Wert von e dann zu niedrig kommen. Es sind
diese niedrigen Werte von e, die E h r e n h a f t immer erhalt,
wenn er irgend welohe UnregelmaiBigkeiten findet.
2. Der zweite neue Beweis ist wie folgt: Im Jahre 1911
verbanden Hr. F l e t c h e r und der Verfasser im Ryerson-
.
Die Existenx
eines Subelektrons3
748
Laboratorium zuerst die Beobachtungen uber die Auf- und
h-iederbewegungen sehr kleiner Tropfchen durch ein Gas unter
elektrischer und Schwerkraft mit Beobachtungen iiber die
Bro wnschen Bewegungen derselben Tropfchen I) in demselben Gase, wenn die Erdschwere von einem elektrischen
Felde ausgeglichen war, und konnten so ganz upd gar die
Dichte des Tropfchens und den Widerstandsfaktor des Mediums
eliminieren und, wenn die Einstein-Brownsche Bewegungsgleichung
~
richtig ist, das Produkt N e mit Genauigkeit in der Form
(2)
schreiben .
Diese Gleichung stellt nur das Fortschaffen des Widerstandsfaktors K aus der charakteristischen Gieichung der 01tropfmethode dar, n6mlich
uncl von (l), welche vom Standpunkte des Maxwellschen
.Verteilungsgesetzes auch in folgender Weise geschrieben werden
kann :
(4)
Nun fanden wir nach dieser Methode das Produkt Ne gleich
dein gefundenen in Elektrolyse.2) Im Jahre.1914 aber glaubt
Ehrenhaf t seine Quecksilberpartikel derselben Priifung unterzogen zu haben und findet, daB mit sechs oder sieben seiner
1) Prof. E h r e n h a f t schreibt dieaen Fortschritt E. Weiss zu und
beachtet nicht die von diesem Laboratorium ausgegangenen Arbeiten.
2) Der Verfmser gab eine kurze Zusammenfwung dieaer Arbeiten
in Science, 17. Februar 1911. Hr.H. Fletcher gab einen volleren Auszug in der Physik. Zeitschr., 12. Mlirz 1911, p. 202-208, und in Le Radium,
S. p. 279. 1911. Vgl. iuch H. Fletcher, Phya.-Rev. 88. p. 81. 1911 und
R. A. Millikan, P h p . Rev. 1.p. 218.1913. Am 6. Juli 1911 kab E. Weiss
gleichartige Beobachtungen vor der Wien. Akad. d. Wiss. Abt. IIa. 1W
p. 1020 und fand das Produkt Ne auch gleich dem in Elektrolyse. Er
gebraucht seine Daten nicht wie ich, sondern nimmt N von anderen Bestimmungen und bkstimmt d a m e.
R. A. Millikan.
744
neuen Partikel, uber die er Datenl) veroffentlicht hat, das
Produkt Ne etwas kleiner sei als in Elektrolyse, obgleich es
in m e i oder drei dieser neun nicht niedriger herauskommt.
Diese zwei Pulzkte mthltm Ebrenhafts ganzen Zusaik seit
1909 in der vorliegenh Sache.
Es ist jedoch interessant, zu bemerken, dab jetzt im Jahre
1914 E h r e n h a f t schliefilioh in der Lage ist, den bedeutenden
SchluS bebnntmmachen, daJ3 Elektrizitiit atomistisch aufgebaut sei, weil er nun auch das vielfache Verhiiltnis zwischen
den Ladungen findet, die von einzelnen Partikeln getragen
werden.
8
6.
Die Brownnohe Bewegnngsmethode and die Fellgemetamethode iiber die Beetimmung von e.
Ich will nun zuerst einige allgemeine Bedingungen anfiihren, die erfiillt werden miissen, um verl8;Sliche Resultate
uber die Bestimmung von e zu erzielen, entweder durch die
Brownschen Bewegungen oder auch durch die Fallgesetzmethode. Auch will ich zeigen, warum - nach meiner Ansicht - E h r e n h a f t und seine Schiiler abweichende Resultate erzielten ; meitens will ich erortern, welchen EinfluB ihre
Resultate, wie auch ihre Zuverliissigkeit sein moge, auf die
Frage uber die Existenz ekes Subelektrons haben konnen.
.Die Bro wnsche Bewegungsmethode uber die Bestimmung
von e besteht einfach in der Bestimmung von N e , wie es
oben beschrieben ist, dem Einsetzen eines angenommenen
Wertes von N und der Auflosung fiir e. Trotzdem es moglich ist, die Bestimmung von N e in der Art und Weise, wje
oben beschrieben ist, m machen, und trotzdem es mit einem
oder mei unserer Tropfchen so getan wurde, so arbeitete
Hr. Fletcher eine bequemere Methode aus, welche erfordert,
die Beweglichkeiten A x im Verhiiltnis der Schwankungen
der Zeiten, wiihrend der die Partikel uber eine gewisee Strecke
fisllt, auszudrucken, was daher die Notwendigkeit, das Tropfchen mm Stillstehen zu bringen, nicht mehr verlangt. Ich
werde eine andere Ableitung dieses Verhiiltnisses geben, die
sehr einfach und doch von unmeifelhafter Giiltigkeit ist.
In Gleichung (2) sei z die notige Zeit, die der Partikel
braucht, um zwischen einer Reihe von gleichm8;Sigen Ab1)
F. Ehrenhaft, Wien. Ber. lB8. p. 52. 1914.
Die Ex&i!enx eines Subelektrons?
745
standen, deren Weite voneinander gleich d ist, zu fallen, wenn
keine Brownsche Bewegung stattfindet. Durch diese Bewegungen jedooh wird die Partikel in der Zeit t eine Streoke A x
auf oder nieder bewegt worden sein. Nehmen wir an, er ware
nach oben gegengen. Dann wiirde die wirkliche Fallzeit t A t
sein, wo A z nun die Zeit ist, die es gebraucht, uber die Strecke
d 5 zu fallen. Wenn nun d z klein ist im Vergleich mit z,
d. h. wenn d 5 klein ist im Vergleich mit d (z. B. l/lo oder
weniger), so fiihren wir einen zu vernachliissigenden Fehler
(im groBten Falle ca. l/loo) ein, wenn wir annehmen, daB
A 2 = v1 d t , wo v1 die mittlere Geschwindigkeit unter Schwerkreft ist. Schreiben wir also in (2)
+
elaA t a fdr
ATa,
worin Z2das Quadrat der mittleren Unterschiede, ohne auf
ihre Zeichen zu achten, zwischen einer beobachteten und der
mittleren Fallzeit t , ist, oder mit anderen Worten, das Quadrat
der mittleren Schwankungen in der Zeit des Falles durch die
Strecke d ist, so erhalten wir, indem die ideale Zeit t duroh
die mittlere Zeit l) f, ersetzt wird:
(5)
In Wirklichkeit wird natiirlich d t 2 vie1 kleiner als
der
mittleren Zeit t , gehalten, wenn die UnregelmliBigkeiten, hervorgerufen durch die personlichen Fehler des Beobachters,
nicht zu groB sind, um die UnregelniaBigkeiten duroh die
Brownschen Bewegungen zu verhullen, so da13 dann (6) praktisch fiir alle Beobachtungszustande gut genug ist. Hrn. F l e t chers Arbeiten und die des Verfassers wurden nach beiden
Methoden ausgefiihrt, die in den Gleichungen (2) und ( 5 ) angefiihrt werden. Der Unterschied ist, daB man in der Arbeit
nach Gleichung (2) das Tropfchen wirklich im Gleichgewicht
halt und dann eine groBe Reihe A x-Messungen macht, so
wie bei den Messungen der Brownschen Bewegungen in
Fliissigkeiten. Man zerstort dann dieses Gleichgewicht und,
1) Es wird hier kein Fehler eingefiibrt, wenn, wie mgenommen ist,
A t klein ist im Vergleich mit ty. Fiir genauere Gleichungen vgl. H. F l e t cher, Phys. Rev. 4.p. 442.1914; vgl. auchM.v. Smoluchowski, Physik.
Zeitschr. 16. p. 321. 1915.
Annden der Physk. IV.Fdgo. 60.
49
746
R . A . Millikan.
durch h d e r u n g e n der Zahl der Elektronen an dem Tropfchen,
nimmt eine Reihe Messungen uber (wl w2), worin eine groBe
Okularlinienstrecke und ein konstantes Feld gebraucht wirci.
Das groBte gemeinsame MaB dieser Reihe ist dann (wl w ~ ) ~ .
In den Messungen nach Gleichung (5) halt man das Tropfchen gar nicht im Gleichgewicht, sondern berechnet N e von
(q wJ0, das man so wie oben erhalt, und dem Quadrat
der Schwankungen Zz
in den Fallzeiten zwischen zwei Okulttrlinien, zwischen denen das Tropfchen durchschnittlich in der
Zeit t, fZillt. Die erste Methode enthalt nur die Ungenauigkeiten,
die in allen B r o wnschen Bewegungsarbeiten vorkommen. Sie
sol1 verlaBliche Resultate ergeben, wenn A S groB genug ist,
um mit einiger Genauigkeit gemessen zu werden, und wenn
genug Verschiebungen A x genommen werden, daB man die
statistischen Gesetze auf den Mittelwert anwenden kann.
Hunderte und sogar tausende dieser Verschiebungen wurden
gewohnlich in allen sorgfhltigen Arbeiten uber Brownsche
Bewegungen beobachtet. Die Methode der Gleichung (5)
jedoch enthalt die folgenden zwei Ungenauigkeiten, die sehr
groB sein konnen :
1 . Die personlichen Fehler eines Beobachters, eine Rcihe
Vorgange, die in genau denselben Zeitabstanden vorfallen, zu
messen, sind im allgemeinen ein Zehntel oder sogar zwei Zehntel
einer Sekunde, also mehr oder weniger vom Beobachter abhiingig. Wenn man nun die Schwankungen A t aus diesem
Grunde nicht ganz und gar wernachlhsssigen kann im Vergleich
niit den mittleren Schwankungen, verursacht durch die Brown sche Bewegung in der Zeit t,, so werden die beobachteten A t
in Gleichung ( 5 ) zu groB und daher N e zu klein ausfallen.
2. Wenn das Tropfchen verdampft oder seine Geschwindigkeit in irgend einer Art bich regelmZif3ig Zindert, wahrend die
A t beobachtet werden, so werden die Veranderungen in t,
durch diesen Grund zu den durch die Brownsche Bewegung
verursachten addiert, und deshalb fallen die beobachteten A t
zu grol3 Bus. Sie konnen sogar einige Male groSer sein als der
Wert, der durch die Brownsche Bewegung hervorgerufen wird.
SchlieBlich ist es durchaus denkbar, daB ein Korperchen
in einer anderen als spharischen Form, z. B. spindelformig,
unter der Schwerhaft so fiele und unter EinfluB eines elektrischen Feldes so aufsteige, um immer eine kleinere Ober-
+
+
+
Die Existenz eines Subelektrons ?
747
flache dem Widerstande des Mediums darmbieten, als wenn
es unregelmliSig durch den EinfluB der molekularen S t o h
hin und her bewegt wird. Dieser Fall wiirde N e auch zu niedrig
ergeben. Ich habe niemals eine Andeutung fiir solch einen
EinfluB gefunden ; aber die vorher genannten Fehlerquellen
sind wirklich vorhanden und bedeutend. Im Falle der Gleichung (5) also geben alle Fehlerquellen N e zu klein.
Berechnen wir nun e aus dem Fallgesetz, so gebrauchen
wir die folgenden zwei Gleichungen :
el =
4
a
(?)I:*
1
‘is (v, + tl*) v,”a
(go)
F
~~
und
(7)
e
(l + d -3 =el.
Die Verallgemeinerung des S t o kesschen Gesetzes, die durch
die letzte Gleichung (7)angefiihrt wird, macht den Wert von
el natiirlich grol3er als den von e; aber, da dies immw in allen
Ekrechnungen, die hier besprochen werden, in Betracbt genommen wird, so steht die wirkliche Frage nur, wie die Fehlerquellen den Wert el na’ch Gleichung (6) beeinflussen. Das
einzige ungewisse Element in dieser Gleichung ist die Dichte
der Partikel, und wenn man mit einem so dichten Metalle
wie Quecksilber oder Gold arbeitet, so werden alle Oberfliichenverunreinigungen oder Verunreinigungen irgend einer
Art den Partikel weniger dicht als angenommen und daher el
zu klein erscheinen lassen. Mit einem Staubkorperchen von
lockerem Aufbau kann el viele Male zu klein ausfallen.
Die Methode der Brownschen Bewegung ist also unabhiingig von der Dichte, und vielleicht nicht merklich abhiingig
von der Form; die Fallmethode ist jedach von beiden abhiingig, so daB, wenn beide Methoden richtig ausgefiihrt werden,
eine falsche Annahme uber die Dichte oder Form den Wert e
durch die Fallmethode kleiner erscheinen lassen wiirde als
den Wert durch die Brownsche Bewegung. Alle neun Partikel, die von Hrn. F l e t c h e r und mir in den Jahren 1910 und
1911 studied und von Hrn. Fletcher1) berechnet wurden,
gaben den richtigen Wert von N e , wlihrend nur sechs von
1) H. Fletcher, LeRadinmS..p. 279. 1911; Pbys. Rev. 3s. p. 10‘7.
1911.
49 *
748
R. A . Millikan.
ihnen, von mir berechnet, an oder nahe der el'/:-, lla- oder eila-,
1/pa-Linie fielen, die das Fallgesetz eines Oltropfchens durch
die Luftl) darstellt. Diem letzte Tatsache wurde nicht 1911
veroffentlicht, da es mir erst 1913 gelang, das Fallgesetz eines
Tropfchens durch die Luft vollstiindig zu bestimmen, mit
anderen Worten, die Linien der Art - wie Fig. 1 p. 759
zeigt - zu solch grol3en Werten auszudehnen, die den Partikeln entsprechen, welche klein genug sipd, um groBe Brownsche Bewegungen zu zeigen. ALS ich das getan hatte, berechnete ich alle neun Tropfchen, welche richtige Werte iiber
N e gegeben hatten, und fand, daB zwei derselben weit unter
die e:/=, l/a-Linie fielen; eins fiel etwas niedriger, wahrend
eins betrachtlich hoher fiel. Dies sagt unverkennbar, dab
diese vier Partikel keine oltropfchen waren; m e i von ihnen
fielen vie1 zu langsam und eins betriichtlich zu schnell, um
Olpartikel zu sein. Es war nichts Uberraschendes in diesen
Resultaten; denn ich erkllirte schon in meinen ersten Berichten uber Oltropfchen vollstandig2), daB - bis ich die
groBten VorsichtsmaBregeln nahm, um wirklich staubfreie Luft
zu bekommen - ,,die Werte von e, etwas verschieden herauskamen, sogar mit den Tropfchen, die dieselbe Geschwindigkeit unter Erdschwere zeigten". In den Arbeiten mit der
Bro wnschen Bewegung waren keine solchen VorsichtsmaBregeln, urn staubfreie Luft zu bekommen, genommen, da wir
die allgemeine Gultigkeit der Gleichungen (2) und ( 5 ) priifen
wollten. Dal3,wir in der Tat zu diesen Priifungen zwei Partikel brauchten, die eine vie1 kleinere mittlere Dichte als die
der oltropfchen hatten, und eins, das betriichtlich schwerer
war, war sehr wiinschenswert, da es anzeigte, daB unsere Resultate wirklich unabhangig von den Materialien sind.
Es ist auch bemerkenswert, daS im allgemeinen, sogar
mit oltropfchen, beinahe alle, die sich unregelmiiBig verhalten,
zu langsam fallen, d. h. sie fallen unter die Linie in Fig. 1,
p. 759; nur selten fiillt eins daruber. Der Grund hisrfiir ist,
dal3 die Staubkorperchen, die man leicht mit beobachtet, d. h.
diejenigen, die lange in der Luft hangen bleiben, entweder
leichter sind als 01 oder eine groBere Oberfliiche als Oltropfchen
darbieten, und daher scheinen sie leichter zu sein. Arbeitet
1) Phye. Rev. 2. p. 136. 1913.
2) Phys. Rev. 33. p. 366 u. 367. 1911.
Die Existenz eines Fubelektrons?
749
man mit Partikeln aus dichten Metallen, so wird dieses Verhalten noch bemerkenswerter, da Oberflachenverunreinigungen
jeder Art die Dichte verringern. Die Moglichkeit jedoch, die
Oltropfchenexperimente von all diesen Fehlerquellen zu befreien, wird durch die Experimente des letzten Jahres wieder
bewiesen; denn obwohl ich im ganzen uber SO0 Tropfchen
studiert habe, so kommt nicht ein einziged Tropfchen vor,
das weiter von der Linie wegfgllt als hochstens 1 Proz.
8
7. Ehrenhaft und Sernere Bmprechung unnerer Memaungen
an 6ltrSpfchen.
Urn wieder auf die Behauptungen E h r e n h a f t s und
seiner Schiiler zuruckzukommen, so finden sie, wie oben
bemerkt, l., daB in manchen Fiillen N e nach der Brownschen Bewegungsrnethode.~~
klein ausfiillt, und 2., daB, im
allgemeinen, e nach der Fallgesetzmethode kleiner ausfiillt
als nach der Ne-Methode und zunehmend kleiner wird, je
kleiner die Fallgeschwindigkeit und je kleiner daher die scheinbare GroBe wird. Daher behaupten sie, daB sie Subelektronen
gefunden hiitten, dsl3 .ich aber diese nicht bemerken konnte,
da ich mit zu g r o h n Tropfchen arbeitete. Diese auj3ergewohnlich kleinen elektrischen Ladungen kiinnen nur, &Ten Behauptungm rurch, auf ungewohnlich kleinen Partikeln erscheinen.
E h r e n h s f t und Zerner untersuchen sogar unaere Messungen an Oltropfchen und finden, daB sie auch scheinbar
in einigen Fiillen ein Zeichen eines Subelektrons aufweisen ;
denn sie geben in den Hiinden dieser Beobachter zu niedrige
Werte von e, ob sie nach den Brownschen Bewegungen oder
nach den Fsllgesetzbestimmungen berecbnet werden. Und
wenn die Berechnungen von e in dieser Weise gemacht werden,
so wird - nach h e n - gefunden, daB e mit abnehmendem
Halbmesser kleiner wird, gerade so wie in ihren Experimenten
an Quecksilber- und Goldpartikeln.
Den einzigen niedrigen Wert uber N e jedoch, den sie
in unseren Arbeiten finden, erreichen sie durch die Berechnung
von N e von etwa 25 Beobchtungen iiber die Fallzeit und
von derselben Zahl der Aufwiirtsbewegung einer Partikel, uber
die wir berichtetenl), noch ehe wir irgend eine Ne-Berechnung gemacht hatten, um zu zeigen, daB die Brownschen
1) Physik. Zeitmhr. 12. p. 102. 1911.
750
R. A . MiUilcan.
Bewegungen gerade solche UnregelmaBigkeiten hervorbrachten,
wie sie E h r e n h a f t beobachtet hatte.
Besprechen wir zuerst diese Oltropfchen. Obgleich es
augenscheinlich ist, daB, im allgemeinen, sehr wenig Bedeutung auf die Versuche gelegt werden kann, einen statistischen
Satz init so wenigen Beobachtungen, die wir in dem Falle
dieses Tropfchens genommen hatten, zu priifen, so kommt
doch - nach Hrn. F l e t c h e r s Berechnungenl) der Daten,
die er und ich2) uber dieses Tropfchen veroffentlichten der Wert N e auf weniger als 2 Proz. Abweichung vom richtigen Werte 9650 heraus, anstatt mit einer Abweichung von
30 Proz., wie E h r e n h a f t und Zerner sie finden. Wenn ich
jedoch N e nach Gleichung ( 5 ) berechne und nur 25 Fallzeiten gebrauche, so finde ich den Wert auch um 26 Proz. zu
niedrig wie Zerner. Lasse ich jedoch die erste Beobachtung
aus, so kommt das Resultat nur um 11 Proz. zu niedrig heraus.
Mit anderen Worten, mit dem Fortlassen einer einzigen Beobachtung Bndert sich das Resultat um 15 Proz., und verschiedene andere Gruppierungen derselben Be0bachtungen
machen den 30-Proz.-Unterschied zwischen Fle t c h e r s und
Zerners Resultaten. Dies zeigt deutlich die Unzuliinglichkeit der Versuche, einen statistischen Satz mit nur 25 Beobachtungen zu 'priifen, die jedoch zahlreicher sind, als Ehrenhaft sie bei seinen Partikeln nimmt. Weiter habe ich schon
gezeigt, daB, wenn der Beobachter nicht unter sorgsam gewahlten Verhaltnissen arbeitet, dann 8eine digenen Beobachtungsfehler und das langsame Verdampfen des Tropfchens
bewirken, daB der Wert von N e von Gleichung (5) zu niedrig
wird, und diese Fehler konnen leicht groB genug sein, das
ganze Resultat untauglich zu machen. Es ist also nicht das
geringste Zeichen in irgend einer Arbeit vorhanden, die wir mit
Oltropfchen ausgefiihrt haben, dap N t? zu klein herauskommt.
Betrachten wir nun die scheinbare UnregelmiiBigkeit von
e, wenn es durch das Fallgesetz berechnet wird. Zerner berechnet e nach meinem Fallgesetz fiir die neun Tropfchen,
die F l e t c h e r veroffentlichte, in denen N e auf denselben
Wert kam wie in Elektrolyse, und findet, daB eins derselben
e = 6,66. 10-lo gibt; ein anderes gibt e = 3,97. lO-lO, das
1) H. F l e t c h e r , Physik. Zeitschr. 16. p. 316. 1915.
2) R. A. Millikan, Physik. Zeitschr. 12. p. 162. 1911.
Die Existenz eines Subelektrons ?
75 1
dritte e = 1 3 2 .
das nschste 1,7 . 10-lo, wahrend die
anderen fiinf ungefiihr den richtigen Wert, namlich 4,s. lO-lO,
geben. Mit anderen Worten, wie ich schon oben erwahnt
habe (vgl. p. 748), fiinf dieser Tropfchen fallen genau an
meine Linie (Fig. 1, p. 759); eins fiillt etwas dariiber, eins
etwas darunter, wiihrend zwei weit herausfallen und Vie1 zu
niedrig werden. Ich schloS daher, daB diese letzteren zwei
keine Oltropfchen, sondern Staubpartikel seien.
Da Zerner den Halbmesser aus der Fallgeschwindigkeit
berechnet, so miisgen diese zwei Staubpartikel, die vie1 zu
lange fallen und daher zu kleine Werte von e geben, auch
entsprechend kleine Werte von a geben. Da dies der Fall
war, so schliel3t Zerner, daS unsere Oltropfchen gerade wie
E h r e n h a f t s Quecktlilberpartikel kleinere Werte von e a i t
abnehmendem Halbmesser drgeben. Seine eigene Tabelle
zeigt das aber durchaus nicht. Sie zeigt nur drei fehlerhafte
Werte von e, zwei von ihnen sehr niedrig und einen ziemlich
hoch. Aber ein Uberblick uber alle anderen Daten, die ich
iiber Oltropfchen veroffentlicht habe, zeigen den giinzlichen
Irrtum dieser Ansicht l); denn diese Daten zeigen, daB, nachdem ich Staub ganzlich bes6tiqt hatte, alle meine Partikel genau
denselben Wert won e ergeben, wie auch ihre Groben sein mogen.2)
Die einzig mogliche Erkliirung daher, die das Verhalten dieser
zwei Partikel, welche richtige Werte fiir N e gaben, aber zu
kleine Fallgeschwindigkeiten hatten, rechtfertigt, ist die, welche
ich gab, ntimlich, daS sie gar keine Oltropfchen waren.
§ 8. Die Wiener Daten aber Qneckeilber und Gold.
Was die Wiener Daten iiber Quecksilber und Gold anbelangt, so veroffentlicht Ehrenhaf t im ganzen nur Daten iiber
16 Partikel und nimmt fiir seine Berechnungen der Browneschn Bewegung durchschnittlich nur 15 Auf- und 15 Niederbewegungszeiten eines jeden Partikels. Die kleinste dieser Zahlen
ist 6 und die gropte 27. Er berechnet dann seinen statistischen
Mittelwert ( d t ) 2 mit Gleichung ( 5 ) aus einer solchen unzulanglichen Zahl von Beobachtungen. Dann nimmt er P e r rins Wert von N an, niimlich 70.
dem e = 4,l entspricht, und erhtilt dann anstatt dieses Wertes durch die
1) Phys. R.v. 2. p. 138. 1913.
2) Phys. REV. 2. p. 134 u. 136. 1913.
752
R. A . MiUdhn.
Brownsche Bewegung, namlich die Ne-Methode, die folgenden Werte von e (das exponentiale Glied ist der Kiirze
wegen ausgelassen): 1,43,2,1S, 1,S8,S,04,3,5, 6,92,4,42,3,28,
0,84. Lassen wir die ersten drei und den letzten Wert aus,
so kommt der Mittelwert von e ungefiihr auf das, wab er sein
sollte - in der Tat ein wenig zu hoch als zu niedrig -, namlich auf 4,22 anstatt auf 4,l. Und weiter, die ersten drei
Partikel sind die schwereren; der erste fallt zwischen seinen
Okularlinien in S,6 Sek., und seine Schwankungen in der
Fallzeit sind von 3,2--3,85
Sek. oder nur drei Zehntel einer
Sekunde auf beiden Seiten des Mittelwertes. Diese Schwankungen sind jedoch nur wenig groper als die, welche ein gewohnlichr Beobachter in der Zeitmessung iiber den Fall eines
gleichm@ig falbnden Kiirperchns xwischen Okularlinien von
gkichmapigen Abstanden macht. Das heiBt, daB in diesen
Beobachtungen zwei beinahe gleich groBe Ursachen der Grund
dieser Schwankungen waren. Die beobachteten A t waren
also natiirlich groaer als die, welche nur durch die Brownschen Bewegungen hervorgerufen wurden, und konnten leicht
- da nur so wenige Beobachtungen genommen worden
waren - zwei- oder dreimal zu groB sein, welcher Unistand
das Produkt N e nun vier zu neun Malen verringert hiitte.
Es ist also nur, wenn der mittlere Fehler des Beobachters ganz
und gar vernachliissigt werden kann, im Vergleich mit den Schwankungen, verursacht durch die B r o w n schen Bewegungen, dap
diese Methode nicht zu niedrige Werte won e ergibt. Die Ubersicht dieser Tatsache ist nach meiner Meinung der Grund einiger
der niedrigen Werte von e, die E h r e n h a f t erhiilt.
Und auch in den ursprunglichen Arbeiten an Quecksilbertropfchen, die ich entweder durch Zerstaubung fliissigen
Quecksilbers oder durch die Kondensierung der Dampfe von
siedendem Quecksilber'erhielt I), zeigte ich, daB solche Tropfchen eine Zeitlang noch schneller verdampfen wie 01, und
andere Beobachter 2), welche seitdem mit Quecksilber gearbeitet haben, konstatieren dieselbe Tatsache. Die GroBe
dieser Wirkung kann nach der folgenden Tatsache beurteilt
werden : Ein bestimmtes Quecksilbertropfchen, das kiirzlich
1) Phys. Rsv. 32. p. 389. 1911.
2) Vgl. Schidlof u. Karpowicz, Compt. rend. 168. p. 1992. 1915.
Die Existenz eines Subelektrons 1
755
in diesem Laboratorium beobachtet wurde, hatte zuerst eine
Geschwindigkeit unter Erdschwere von 1 cm in 20 Sek., nach
einer halben Stunde jedoch nur noch 1 om in 56 Sek. Das
langsame Aufhoren dieses Verdampfens jedoch zeigt, daB das
Tropfchen nachund nach langsam durch irgend eine besohiitzende
Haut uberzogen wird. Findet nun eine solche Verdampfung statt,
wahrend aufeinanderfolgende Fallzeiten beo bachtet werden, so
kann das scheinbare (d)2
leicht einige Male groSer sein als
das durch die Brownschen Bewegungen hervorgerufene, obwohl diese Bewegungen groB genug sind, um es fiir den Beobachter unmoglich zu machen, zu beobachten, daB sich das
Tropfchen in den 20 oder 30 Messungen fortwiihrend iindert.
Es ist daher auf Grund dieses Verhaltens der Quecksilbertropfchen wahrscheinlich, da8 E h r e n h a f t s ( A t)2-Messungen
wegen der Verdampfung oftmals zu groB waren. E s ist &her,
wie mir scheint, gar kein Beweis in irgend wekhen Daten, die
von E h r e n h a f t bis zur jetzigen Zeit veroffentlicht sind, dap
die Brownsche Bewegung wirklich z u kleine Werte fur N e gibt.
Kons t a n t i n o w s kys Daten sind dieselben wie E h r e n h a f t s , insofern die Moglichkeit, zu niedrige Werte fiir N e
durch Beobachtungsfehler und Verdampfen zu erhalten, nooh
besteht ; aber sie betonen noch eine weitere Fehlerquelle, die
den Verfasser scheinbar gene und gar irrefiihrt. Er veroffentlicht Beobachtungen iiber N e an nur elf Partikelnl), von
denen fiinf den Wert e zwischen 3,3 und 4,2. 10-lo ergeben,
oder rohe richtige Werte, wenn man seinen Wed iiber
N = 70 . 1022 annimmt; drei der anderen geben ungefiihr
2 . 10-lo, zwei andere ungefahr 1 . 10-lo, wlhrend eins 0,5 . 10-lo
gibt. Seine Bestimmung der wielfachen Ladungen, nach der
er das gropte gemeinsame M a p (vl v.J0 erhalt [vgl. Gleichung (41,
ist jedoch so unregelmaflig und unzuverlksig, dab er die Frage
+
stellt, ob wirklich ein solches grobtes gemeinsames M a p vorhanden sei, trotzdem alle anderen Beobachter, wenigstens ein
Dutzend, und auch E h r e n h a f t selbst, jetzt dkses exuakte wielfache Verhaltnis immer vorfinden.
Aber eine Ungenauigkeit in (vl v J 0 [vgl. Gleichung (S)]
gibt eine gleiche Ungenauigkeit in N e. Einige der niedrigen
Werte von N e in K o n s t a n t i n o w s k y s Arbeiten komrnen
--
+
1) Ann. d. Phys. 46. p. 292. 1916.
R. A . Millikan.
754
daher nach meiner Meimng durch die falsche Bestimnung
von (al v J O . Aber mit Apparaten und Partikeln von solcher
Kleinheit ist es gar nicht uberraschend, daB er das groSte
gemeinsame Ma13 der Geschwindigkeitsreihe nicht genauer
finden kann. Es miissen mehr Beobachtungen, als er gewohnlich
a n einem Partikel nimmt, gernacht werden, urn dieses Map zu
bestimmen, da die Br o wnschen Bewegungen seiner Partikel
so grop sind, und da die Feldstarke, die er gebraucht, so schwach
ist (in manchen Fallen nur 9 Volt a n Iiondensatorplatten 2 mm
voneinander entfernt), und die Tropfchen daher verhaltnisma/3ig
hoch geladen sind.
Untersuchen wir nun, warum E h r e n h a f t s Daten zeigen,
dab - nehmen wir kleiner und kleinere Tropfchen - die
Werte von a und e (nach der Fallgesetzrrethode berechnet)
sich weiter und weiter von den Werten von a und e (nach
den Brownschen Bewegungen berechnet) entfernen. Um
dies zu tun, ist es nur notig, den EinfluS der Dichte der
Tropfchen in den mei Methoden zu vergleichen.
Die Methode der Brownschen Bewegung, so wie er sie
gebraucht, besteht zuerst darin, die Gleichung (4) fiir K zu
losen, nachdem P e r r i n s Wert uber N eingesetzt ist. [Mein
X ist sein l / B , und um (4)auf seine Beobachtungsweise beziiglich zu schreiben, mu13 d2
durch v I 2 d 2 und z durch t ,
ersetzt werden.] Kennt man K genau, so kann =an m und e
aus den Gleichungen erhalten, die ich in xr-einen ersten 01tropfchenarbeiten experimentell bewiesen habe, namlich :
(8)
mg = K v
und
+
(9)
K
e=-(F
u
1
+ v a) o -
Soweit ist keine AnnahEe iiber die Dichte oder spharische
Form des Tropfchens notig. Will man jedoch a finden, so
mu13 man es durch die Annahme eines spharischen Tropfchens
tun, namlich :
4
m = -3n a s ( n
welches mit (8)
(10)
ergibt.
- e)
1
Die Existenz eines Subelektrons ?
755
Diese Gleichungen zeigen, dafi irgencl eine falsche Annahme
uber die Dichte u des Tropfchens keinen EinfluB auf e (8)
hat, daS sie aber a (10) beeinflufit, z. B. ein g-Proz.-Fehler
kommt in (u-e) wegen der Kubikwurzel a1s ein S-Proz.-Fehler
in a heraus.
Berechnet man aber e und a aus dem Fallgesetz, so sehen
wir aus Gleichung (6), p. 747, da e proportional zu l/((r-e)'/e
ist, daB ein Fehler von 9 Proz. in (u-Q) wegen der QuadratProz. in e bedingt. Und wieder,
wurzel einen Fehler von 41/2
aus m g = 6 n q a v , oder
4
-3n a * ( u - ~ ) g = 6 n r a v 1
sieht man, daB
dafi also ein Fehler von 9 Proz. in (u-Q) einen Fehler von
41/2Proz. bei a herbeifiihrt. Nehmen wir also an, dalj eine
Hulle einer fremden Substanz auf das Quecksilbertropfchen
fiillt, es also ein wenig leiohter als reines Quecksilber macht.
Dies wiirde den Wert von e, nach der Brownschen Bewegung
berechnet, nioht beeinflussen; aber es wiirde den Wert von e
nach der Widerstandsgleichung als zu klein ergeben, da man
eine zu groSe Dichte in den Nenner der Gleichung (6) auf
p. 747 gesetzt hat. Diese falsche Annahme uber u wiirde a
nach (12) mehr beeinflussen als nach (10); letztere also wiirde
a groljer esscheinen lagsen. Weiter, je kleiner das Tropfchen
wird, um so mehr werden die zwei Berechnungen von e verschieden sein; e nach dem Fallgesetz wird kleiner und kleiner
im Vergleioh zu e nach den Brownschen Bewegungen. Gleicherweise wird a - nach diesen zwei Methoden berechnet - an
Verschiedenheit zunehmen ; der Wert nach der Fallgesetzmethode wird mehr und mehr durch die falsche Annahme
uber die Dichte beeinflufit als der andere. Nun ist dieses Verhalten genau dasselbe, welches E h r e n h a f t und K o n s t a n t i n o wsk ys Messungsreihen a n Partikeln von Gold und Quecksilber
zeigen. Alle diese Resultate folgen auch in derselben Weise,
wenn die Ungenauigkeit nicht auf die Dichte, sondern auf die
Form der Partikel fallt; denn dann ist fll der Gleichungen (10)
und (12) zu klein, und die Partikel soheinen daher kleiner
als sie sind, aber wieder kleiner nach (12) als nach (10).
756
R. A . Millikan.
Wenn wir also annehmen, daB die Einsteinsche Gleichung der Brownschen Bewegung begriindet ist, so kann
nur ein einziger SohluB aus E h r e n h a f t und K o n s t a n t i nowskys Daten gezogen werdon, niimlich, daB die wenigen
Partikel, uber welche die Verfasser Beobachtungen veroffentlicht haben, entweder Oberfliichenverunreinigungen hatten,
oder keine sphlirischen Formen, oder gar keine Quecksilberpartikel waren. Ich habe schon weiter oben iiber die aufklarende Bemerkung gesprochen, dal3 diese Daten alle aus
Beobachtungen entnommen sind, die rnit auhrordentlich
dichten Substanzen, wie Quecksilber und Gold, angestellt
wurden, so daB alle Verunreinigungen der Substanz kleine
Werte von e p d a ergeben wiirden. Die weitere Tatsache,
die E h r en h af t andeutet, daB normale Werte von e oft in ihren
Arbeiten auftauchen l), und daB diese niedrigen, fehlerhaften
Tropfchen nur einen Teil ihrer Daten ausmachen, ist sehr
bemerkenswert. Bemerkt mun dann auch, dap anstatt der
schonen Ubereinstimmung, die mit den Oltropfchenarbeiten vorkommt, E h r e n h a f t und seine Schuler nniemals Daten iiber zwei
Partikel veroffelztlicht huben, welche denselben Wert von e ergeben,
sondemz nur Ulzbestandigkeiten und regelloses Verhalten 2, finden,
gerade wie man es rnit ungleiohformigen Korperchen oder
mit Partikeln erwarten muB, zu denen Staubflecke gekommen
sind, so ist es erstaunlich, daB eine andere Erkliirung als die
einer Verunreinigung der Tropfchen, welche alle Schwierigkeiten erkliirt, angenommen werden konnte. In der Tat
fanden wir in unseren Arbeiten rnit Quecksilbertropfchen
hier im Ryerson-Laboratorium, daB das urspriingliche schnelle
Verdampfen langsam verschwindet, gerade so, als ob die Tropfchen rnit einer fremden Hiille bedeckt wiirden, die den weiteren
1) Wien. Ber. 128. p. 62. 1914: ,,Die bei grohren Partikeln unter
gewissen Umstiinderx bei gleicher Art der Erzeugung hiiufig wiederkehrenden hoheren Quanten mren dann etwa als stabilere riiumliche
Gleichgewichteverteilungen dieser Subelektronen anzusehen, die sich
unter gewiseen Umstiinden ergeben. "
2) Ihr g a z e s Argument ist in den Tabellen in den Ann. d. Phys.
44. p. 693. 1914 und 46. p. 292. 1916 zusammengefaBt, und ich niochte
vorschlagen, daB sich jedermm, den diese Frage intereasiert, Zeit dam
nimmt, die dort veroffentlichten Daten nachzusehen; denn die Daten
selbst sind so regellos, daB sie eine Unhrsuchung beinahe unmoglich
machen.
Die Existenz eines Subelektrons ?
75 7
Verlust verhindert. Schidlof und K a rp a wi cz finden dasselbe Verhalten ihrer Quecksilbertropfchen, und sie finden
auch ferner, deb disses Betragen uber Verdawzpfung im r d n s t m
Stickstoff wk auch in der Luft dasselbe ist.3 E h r e n h a f t
selbst, die Brownsche Bewegung eines Metallpartikels besprechend, bemerkt, daS sie zuerst groBe Bewegungen zeigen,
welche sber mit der Beit kleiner werden.3) Das istrgerade,
was geschehen wiirde, wenn der Halbmesser durch eine fremde
Hdle vergrohrt wird.
Was sagt nun Ehrenhaf t zu diesen sehr einlenchtenden
Erklarungen des Grundes seiner Unregelr ZiSigkeiten 2 Einfach nur, daS er allen Sauerstoff vermieden hhtte, und daher
eine Oxydhiille unmoglich sei, und daB er einige grobere Tropfchen photographiert habe und sie sphiirisch gefunden hiitte.
Trotzdem bekommt er seine Metallpartikel dufch das Schlagen
eines elektrischen Bogens zwischen Metallelektroden, und die
Partikel, die hier in Rage kommen, sind nicht die, welche
er photographierte; denn die sind weit unter der Grenze des
Auflosungsvermogens irgend eines optischen Instrumentes.
Mit einem Worte also: E h r e n h a f t s Bestimmungen der sphiirischen Form odsr Reinlichkeit sind alle ganz wertlos, wenn
sie auf diese fraglichen Partikel bezogen werden, die nach ihm
einen Halbmesser der Ordnung lo4 cm'haben, eine GroBe,
die viele Male kleiner ist als die Grenze des groSten Auflosungsvermogens
.
#
9.
Die Besiehnng der Wiener Arbeiten sur Frage iiber die
Existens eines Subelektrons.
Nehmen wir aber an, deB E h r e n h a f t und K o n s t a n t i no ws k y wirklich mit sphiirischen Partikeln aus reinem Quecksilber und Gold arbeiten, wie sie immerhin meinen, und daS
die Beobachtungs- und Verdampfungdehler die niedrigen
Werte von N e nicht erkliiren, wag fiir Schliisse konnen dann
reohtmaSig aus ihren Daten gezogen werden ? Nichts weiter
als die, daS 1. die Einstein-Brownsche Bewegungsgleichung
1) Compt. rend. Juli 1914.
2) Phgsik. Zeitschr. 1% p. 98. 1900: ,,Wie ich in meinen friiheren
Publikrttionen erwiihnt hebe, zeigen die ultramikroskopischen Mc%idlpartikel, unmittelbar naoh der Eneugung beobachtet, eine vie1 lebhaftere Brownsche Bewegung als nwh einer halben Stunde."
758
R. A . Millikan.
nicht allgemein anwendbar ist, und 2., daB das Fallgesetz
ihrer sehr kleinen geladenen Korperchen durch Luft noch
nicht genau bekannt ist. Mange sie, wie E h r e n h a f t jetzt
auch, die exakten vielfachen Verhiiltnisse zwischen den Ladungen eines bestimmten Partikels finden, xenn seine Ladung
durch das Auffangen von Ionen oder den Verlust von Elektronen geiindert wird, so miissen die Ladungen an diesen
Ionen dieselben wie die der elementaren Ladung s i n , die ich
zu wiederholten Malen genau gemessen habe, und die gleich
4,77. 10-10 elektrostat. Einh. ist. Denn in ihren Experimenten fangen sie genau dieselbe Art Ionen, die genau so
erzeugt wurden wie die, welche ich in meinen Experinenten
auffing und maB. DaB diese selben Ionen eine Art Ladung,
wenn sie von groaeren Tropfohen gefangen werden, und wieder
eine andere Ladung haben, wenn kleine Tropfchen sie fangen,
ist doch natiirlich unglaubhaft. Sind diese also nicht dieselben Ionenladungen, die in diesen zwei Fiillen gefangen
werden, dann - um das exalcte vielfache Verhaltnis in Ehrenhafts und unseren Arbeiten in Einklang zu bringen - mupte
angenommen werden, dap es in der Luft eine unendlich grope
Zahl verschiedener Ionenladungen glibe, entsprechend einer unendlichen Zahl aller moglichen Tropfchenhalbmesser, und dap, wenn
ein starkes elektrisches Feu alle diese Ionen gegen ein gewisses
Tropfchen treibt, dieses Tropfchen in jedem Falb gerade nur
die Ladung aufnimmt, die seinem Halbmesser entspricht. %lch
eine' Annahme ist fur ernsthafte Betrachtung nicht nur unmoglich, sondern wird durch meine Experimente direkt
widerlegt; denn ich habe wiederholt bexerkt, daB mit einem
gewissen Werte l ] a ich genau denselben Wert von e bekomme,
ob ich mit groBen oder kleinen Tropfchen arbeite.
8 10. Neuer Bewein iiber die konntante Or6Be von e.
Urn die genausten Priifungen ubw die konstante GroSe
von e zu machen, unternahm ich vor kurzem neue Messungen
derselben Art, gleich den schon veroffentlichten, gebrauchte
aber jetzt TropfengroBen, die in das von E h r e n h a f t benutzte GroBengebiet hineinkommen. Auch habe ich die Art
und Dichtigkeit des Gases und der Tropfchen uber weite
Grenzen variiert. Fig. 1 (I) enthiilt neue Daten uber 01tropfchen in Luft, Fig. 1 (11) gleiche Daten in Wasserstoff
Die Existenx eines Subelektrons ?
759
genommen. Die Halbmesser dieser Tropfchen, berechnet nach
der sehr genauen Methode, beschrieben im Physihalischen
Review1) schwanken nun um das Zehnfache, nkimlich von
0,000025-0,00023 cm. E h r e n h a f t s Grenzen sind von
0,000008--0,000025 cm. Sie zeigen, daS meine Tropfchen
in jedem Falle in die Linien in der Fig. 1 fallen, und daher
alle auch genau denselben Wert von ; i s , niimlich 61,l .lo-'
ergeben. Die Einzelheiten iiber die Messungen in Luft, die
gerade so wie die schon veroffentlichten sind, lasse ich giinzlich
aus. In den Tabb. 1, 2, 3 und 4 aber sind Beispiele uber vier
der Tropfchen im Wasserstoff angefiihrt, und in Tab. 5 sind
Fig. 1.
alle Daten im Wasserstoff zusammengefafit. Der Wert e*!a
vom Tropfchen in Tab. 1 ist 1 Proz. zu hoch; denn l / a ist
rin wenig uber der Grenze, in der ich das lineare Verhiiltnis zwischen eils und l l a nicht mehr giiltig fand.2) Es ist
aber nkht die geringste Andeutung dafiir vorhanden, dap der
Wed e abnimmt, wenn a kleiner wird. Der Reibungskoeffizient
= 0,0000884, stimmt innerhalb
von Wasserstoff, niimlich
eines Fiinftel Prozents mit dem Wert iiberein, der durch die
Multiplikation des absoluten Wertes3) von q flir Luft fur
2!3O C, nBmlich 0,0001824, mit Clem Wert des Quotienten
1). Phys. Rev. (2) p. 117. 1913.
2) Phys. Rev. (2) p. 138. 1913.
3) AM. d. Phys. 41. p. 769. 1913.
R. A . Millikan.
760
zwisohen den Reibungen von Wasserstoff und Lnft, nach den
neuesten Bestimmungen durch Markowskyl) und Gillea)
gegeben wird.
Tabelle 1.
C)ltrOpfcheu. im Wsaaeratoff. Fallstrecke 1,05 ern.
i--.l
6
tF
Sek.
S0k.
480,O
441,8
471,8
455,4
462,8
442,4
436,2
445,O
434,O
10,626
32,678
32,848
33,060
16,830
32,892
33,192
33,802
33,046
32,740
33,996
33,104
33,194
1’
:(+
n
+
z,
~
3
0,03209
Vi = 809,5 Volt
v, = 808,O
2
0,03262
1
0,03166
1
,,
23,OO C
74,78 cm
V, = 0,03249
7/23 = O,ooo08841
a = O,ooOo252 cm
l l p a = 530,6
lla = 0,695
e,’/a = 96,92
t =
p =
0,03170
Tabelle 2.
--
~-
i)ltriipfchen im Wasseratoff. Fallstrecke 1,02 crn.
tll
Sek.
Sek.
101,o
101,9
102,9
30,5
30,6
30,6
103,4
103,O
103,l
103,l
101,9
102,7
102,6
13,6
13,2
30,5
30,8
30,8
30,l
30,8
102,6
tF
I
n
1
1
n (t,
+
$)
Vi = 3252,8 Volt
v, = 3244,5 ,,
1
2
0,04218
1
0,04219
0,04219
t = 23,OO C
p = 75,25 cm
v1 = 0,04303
vSs = O,ooOo8841
a = O,ooOo596 cm
l l p a = 223.1
l l a = 0,292
e,% = 76.40. lo-$
e% = 60,9
1) H. Markowsky, Ann. d. P h p . 14. p. 749. 1904.
2) A. Gille, AM. d. Phys. 48. p. 825. 1915.
lo-*
Die Existenz eines Subelektrons ?
76 1
Tabelle 3.
i)lWpfchem im Weaserstoff. Fallstrecke 1,02cm.
4
tF
Sek.
Sek.
1'
.~
18,038
18,720
18,016
18,505
18,050
18,579
18,596
42,122
42,466
41,910
41,519
42,070
41,780
41,922
0,01292
V , = 2456,2 Volt
v, = 2452,6 ,,
0,01283
18,588
18,588
18,569
18,692
18,648
91,712
93,012
93,228
95,410
94,628
18,497
181,459
18,376
18,580
18,514
18,456
42,828
43,010
43,141
43,190
43,200
42,920
18,420
18,472
98,590
99,264
0,01289
0,01275
18,660
0,01282
0,01310
0,01276
0,01289
0,01287
t = 22,880 c
p = 39,40 cm
V, = 0,01313
7s = 0,00008841
a = 0,000143cm
[ / p a= 178,l
l / a = 0,233
e,% = 72,71.
s% = 61,ll
lov8
Die Punkte an diesen zwei Kurven stellen aufeinanderfolgende Beobachtungen dar ; kein einziges Tropfchen, weder
in Luft noch im Wasserstoff, wurde ausgelassen. Dies zeigt
die ganzliche Gleichformigkeit und Ubereinstimmung, die wir
in den Arbeiten mit Oltropfchen erlangt haben. DaB Quecksilbertropfchen ein gleichformiges Verhalten zeigen, wurde
- wenn auch etwas unvollkommen - schon in den Originalbeobachtungen bemerkt, die ich iiber Quecksilbertropfchen
veroffent1ichte.l) Seitdem babe ich alle damals gezogenen
Schliisse vollstiindig bestiitigt. DaS Quecksilbertropfchen,
wenn entsprechende MaBregeln getroffen werden, sich auch
beinahe so gleichformig wie Oltropfchen verhalten, wird in
Fig. 1 I11 gezeigt, welche die Daten iiber die Arbeit mit Queck1) R. A. Millikan, Phys. Rev. p. 389-390.
Annalen der Physik. IV. Folge.
M).
1911.
50
R. A . MiUikan.
762
tl7
Sek.
7,726
7,742
7,632
7,742
7,728
7,760
Tabelle 4.
Oltriipfchen im Waeaenetoff. Fallstrecke 1,02 cm.
-
1
8
Sek.
7,750
65,146
64,102
63,240
62,024
61,782
01,308
61,394
7,808
7,742
7,838
36,176
35,822
36,754
w
-
13
0,01112
14
0,01118
13
0,01119
0,01132
0,01109
7,778
7,750
69,340
59,320
0,01114
7,734
7,828
7,716
7,734
19,926
19,566
19,732
19,800
V,
16
0,01121
57,900
57,296
67,354
13
0,01123
7,848
7,816
34,880
34,708
14
0,01124
7,846
7,738
7,732
11,784
11,836
11,774
19
0,01122
7,780
7,814
7,754
7,794
57,120
66,032
67,340
57,186
13
0,01124
0,01128
C
74,27 cm
= 0,011434
t = 23,02O
p
0,01113
7,774
7,810
7,856
Vi = 3928,O Volt
V , = 3920,6 ,,
=
= 0,00008841
a = 0,000233cm
1138
J p a = 57,7
1Ja = 0,0756
%*/a
= 64,89.
lo4
0,01119
0,01119
7,769
0,01119
0,01121
silbertropfchen enthalt. Eine Wolke von Quecksilbertropfchen,
durch das Kondensieren des Dampfes vom siedenden Quecksilber geformt, wurde durch ein kleines Loch in der oberen
Kondensatorplatte in die Beobachtungskammer geblasen. Diese
Daten sind jetzt kiirzlich im Ryerson-Laboratorium von Hrn.
J o h n B. D er i eu x gewonnen. Da hier der Druck immer der
der Atmosphiire war, so gehen die Tropfchen ihrer GroBe
7
8
9
10
11
12
13
14
16
16
17
18
6
1
2
3
4
5
Nr.
,
23,O
23,O
23,O
23,O
23,O
23,O
23,O
23,O
23,O
23,O
22,9
23,O
23,O
23,O
22,9
23,O
23,O
23,O
tOC.
244690
1639,5
1640,3
2460,5
3248,5
40,a
30,74
30,46
40,67
76,40
40,41
40,19
39,40
73,59
74,78
74,46
74,40
73,31
76,88
74,27
2451,O
2464,4
3280,O
3266,5
3915,5
3288,O
3287,8
3278,l
3924,3
2448,8
808,5
1644,2
1638,8
44,88
17,05
34,78
53,23
25,03
19,20
32,56
10,26
27,47
20J6
18,61
33,56
27,58
24,55
23,63
19,76
17,54
7,78
t,
Set.
PD
5-6
2-3
2-5
2-5
3-6
4-7
5-43
12-ig
5-8
1-3
7-1 1
3-4
1-2
5-12
7-8
2-3
1-2
3-8
n
Tabelle 5.
=
Volt
7
74,78
19,m
30,99
cm Hg
~-
P
-
=
--
10'
2,52
13,64
9,74
7,94
11,76
13,a
10,59
5,96
11,55
13,67
14,25
10,78
12,87
12,84
13,12
14,37
16,34
23,34
cm
-
a
232,6
223,l
214,2
182,O
178,l
126,O
110,7
1M,6
102,4
9499
86,8
57,7
240,6
530,5
385,O
331,4
309,8
276,6
108
61,22
61,OO
60,92
61,24
61,06
61,Ol
60,90
60.90
61,27
61,12
61,26
61,08
61,06
61,OO
61,02
60,88
61,11
6 1,90
108
-___
s'la
Mittelwert = 61,11
96,92
86,46
83,05
81,a
79,14
77,04
76,39
75,40
75,02
72,88
72,T1
69,31
68,36
67,94
67,74
67,36
66,56
64,89
e,Ya
R. A . Millikan.
764
T a b e l l e 6. 6 ecksilbertrti] :hen in Lnft. Fallstrecke 1 cm.
~~
-
~~
6
tF
Sek.
Sek.
48,W
47,48
47,97
47,89
47,71
48,48
48,64
50,80
50940
50990
50,lO
-
vi = 3800 Volt
v, = 3745 ,)
t = 22,900 c
0,0405
p
w,
0,0409
16,50
16,52
_ / p a = 411,8
l / a = 0,2928
q% = 74,05. 10"
I
Tabelle
7.
tl7
Sek.
sek.
39,89
39,91
39,82
39,79
8,13
w 3
7,90
7,Ol
q = 0,0001824
a = O,ooOo3244
0,0407
I
47,92
= 74,84
= 0,02082
1
0,0409
e%
61.3.
ieckeilbertrii :hen in Lnft. Falletrecke 1 cm.
tF
0,0376
0,0372
11,28
11,30
11,54
11,51
11,22
0,0377
v, = 3935 Volt
v, = 3875
0,0380
20,M
20,12
19,96
20,05
19,95
0,0373
0,0372
78,40
79,20
78,oo
0,0373
0,0380
19,81
19,61
19,79
19,75
19,69
41,41
41,21
41,38
41,20
14,21
14,46
-
40968
,,
t = 23,05
p = 75,98
w, = 0,02464
'I = 0,0001824
a = O,ooOo362
/ p a = 369,4
l l a = 0,2686
el% = 72,63.
0,0374
0,0382
11,lO
11,30
11,31
11,25
11,26
0,0377
I
0,0377
0,0375
e% = 61,3
10-8
Die Existenz
Tab ell e 8.
-
f
8ek.
9,92
933
9,85
6,OO
9,76
9,76
9,66
9,67
9,72
9,55
9,82
9,72
--
Queckdbertr2ipfchtn in Luft. Fallstrecke 1 cm.
tF
Sek.
0
-
5990
5,SO
5,94
11,02
10,92
10,97
11,Ol
10,98
11,04
10,94
11,Ol
11,15
14,05
13,96
14,M
6,68
6,67
6,79
6,75
14,07
13,93
13,92
13,98
19,26
19,29
19,39
19,52
76,SO
77,M
77,30
77,80
31,54
31,36
31,47
31,84
19,70
19,m
19,61
19,67
9,79
9,97
9,79
9,77
L 1
i-(T+k)
4
0,0194
0
0,0193
0,0197
Vl = 4685 Volt
0,0195
V, = 4615
9
0,0193
.3
0,0193
0,0194
t =
,,
23' C
p = 74,61 om
cm
V, = 0,1024 8eC
0,0193
t/ =
9
0,0193
0,0199
*
8
0,0193
0,0194
6
0,0192
7
0,0191
8
0,0192
e
0,0192
7
0,0191
0,6188
0,0192
0,0192
8900
8,OO
7,92
7,90
3,17
3,23
765
eines Subelektrons?
0,0187
-
0,01932
0,01925
0,0001824
a = 0,00007575
. / p a = 177,4
l / a = 0,1253
e,'h = 66,75. 10-8
766
R. A; Millikm.
Es wird nicht behauptet, dab diese Arbeit eine Bestimmung ist, die in Genauigkeit mit der in oltropfchenarbeiten
erreichten und schon veroffentlichten Genauigkeit zu vergleichen ist. Es zeigt jedoch, daB die Linie durch den Punkt
e'/* = 61,l .lo" sehr nahe an allen beobachteten F'unkten liegt,
und daB daher meine Originalbestimmung von e = 4,774.10-lo
keinen grogen Fehler haben kann.
Diese Resultate zeigen entschieden die Giiltigkeit der Behauptung, dap der scheinbare Wert des Elektrons im allgeminen
keine Funktion des Halbmessers des Tropfchens ist, von dem
es gefangen wurde.
Scheint es so bei E h r e n h a f t s Tropfchen zu sein, so
kann der Grund unmoglich in wirklichen Schwankungen in
dem Werte der elementaren Ladung gefunden werden, ohne
die Giiltigkeit meiner Resultate giinzlich zu verneinen. Aber
diese Resultate sind in ihren wesentlichen Bestandteilen von
vielen Beobachtern, E h re n h a f t mit eingeschlossen, nachgepruft worden. Ferner sind meine Resultate nicht die einzigen, rnit denen E h r e n h a f t s Behauptungen im Widerspruch
stehen; sie stehen auch im Widerspruch mit all den Experimentalarbeiten, wie die von R u t h e r f o r d und Geiger u.
Regener iiber die Messungen der Ladungen, die von a- und
p-Partikeln getragen werden. Denn diese sind doch unendlich vie1 kleiner als irgendein von E h r e n h a f t gebrauchter
Partikel. Und wenn, wie er behauptet, der Wert der Einheit,
aus der die Ladung gebildet wird, kleiner und kleiner wird,
je kleiner die Kapazitiit des Korpers wird, an dem es sich
befindet, dann sollten diese a-Partikelladungen auBerordentlich klein sein im Verhiiltnis mit den Ladungen an unseren
Oltropfchen. Anstatt diesem wird jedoch die Ladung an dem
a-Partikel genau meimal so groS gefunden wie die Ladung,
die ich in meinen oltropfchenexperimenten gemessen habe.
Obgleich es weder dem richtigen Sinn noch dem Verfahren moderner Wissenschaft entspricht, eine dogmatische
Behauptung uber die Existenz oder Nichtexistenz eines Subelektrons zu machen, so kann doch mit voller GewiBheit behauptet werden, daB in E h r e n h a f t s Experimenten nicht
ein einziges Beweisstiick fiir die Existenz einer Ladung ist,
die kleiner sei als das Elektron. Wenn all seine Annahmen
iiber die Natur seiner Partikel richtig sind, so sagen seine
Die Existem eines Subelektrons ?
767
Experimente nur einfach, daB die Einstein-Brownsche
Bewegungsgleichung nicht von allgemeiner Giiltigkeit sei, und
dab das Fallgesetz fiir solch kleine geladenen Partikel ganz
anders sei, als er angenommen hatte. Es ist jedoch sehr
unwahrscheinlich, daS irgendeiner der beiden Schliisse von
denn NordGinen Experimenten geeogen werden h;
lund1) und Westgren2) haben, wie es scheint, die E i n s teinsche Gleichung in Fliissigkeiten mit weit kleineren Partikeln, als E h r e n h a f t sie nimnit, bestiitigt, und auf der
anderen Seite, obwohl ich mit Partikeln gearbeitet habe, die
2,5.10-6 cm sind und einen Wert von Z/a von 100 haben,
welcher weit grof3er ist als irgencleiner aus Ehrenhef ts
Arbeiten und den Arbeiten seiner Schiiler, so habe ich doch
keinen Beweis gefunden, daB das Fallgesetz sich wesentlich
\-on demjenigen iindert, das ich in 1913 veroffentlichte.
8
10. Zueammenfaeeung.
Die Folgerungen sind also:
1. E h r e n h a f t hat noch keine, auch nur ungefiihre,
Proben gemacht, ob die Einstein-Brownsche Bewegung fiir
seine Partikel nicht auch denselben Wert N e gibt wie die
Elektrolyse. Ich habe es auch fiir Quecksilberpartikel von
der GroBe a = 2,5.
gepriift, und F l e t c h e r und E y r i n g
haben es sehr genau fiir oltropfchen dieser GroSe gemessen
und finden Ubereinstimmung. Es ist wahrscheinlich, daS
die Gleichung auch fiir E h r e n h a f t s Partikel giiltig ist, wenn
sie genau gepriift wird.
2. Dieses Versagen der Gleichung hat keinerlei Beziehung
zu der Rage naoh der Existenz eines Subelektrons. Es wiirde
also nur bedeuten, daB die Einsteinsche Gleichung in Gasen
nicht auf alle Partikel jeder GroBe anwendbar sei.
3. Alle Resultate E h r e n h a f t s konnen leicht durch die
Snnahme, daB er falsche Annahmen uber die Dichte und
sphiirische Form seiner Partikel macht, erkliirt werden. Wenn
diese Annahmen richtig waren, so wiirden auch dann seine
Resultate keine Beziehung zur Frage uber die Existenz eines
1) J. Nordlund, Zeitmhr. f. Phys. Chem. 87. p. 40. 1914.
2) A. Westgren, Untemuohungen iiber die Brownsohe Bewegung
usw. In.-Diss. Uppsala u. Stockholm. 1915.
760
R. A . Millikan. Die Ex&mz eines Subebktrons?
Subelektrons haben. Sie sagen bloB, daS er ein falsches Fallgesetz fiir seine auSergewohnlich kleinen geladenen Partikel
in einem Gase angenommen hat.
4. Das Nichtvorhandensein eines Subelektrons in E h ren h a f t s Experimenten wird d u c h ein vielfaches Verhaltnis
zwischen Ladungen, die eine gewisse Partikel triigt, und
auch durch meinen direkten Beweis in dieser Abhandhng,
da13 der scheinbare Wert von e im allgemeinen sogar bei Quecksilbertropfchen, auf denen es sich befindet, keine Funktion
des Halbmessers ist, erwiesen. Die entgegengesetzte, durch
E h r e n h a f t gemachte Erklhrung fuhrt nicht nur auf eine
unmogliche Annahme uber die Nafur der Ionisation, sondern
wird durch meine Experimente vollig widerlegt.
5 . Bis zur gegenwhrtigen Zeit ist - nach meiner Meinung - gar kein Beweis fiir die Existenz eines Subelektrons
gefuhrt .
Ryerson Physical Laboratory, University of Chicago.
(Eingegangen 8. Juni 1916.)
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