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Die physikalische Natur der Strahlen

  • E. Rutherford

Zusammenfassung

Bei allen radioaktiven Körpern finden wir stets zwei Eigenschaften vereinigt: sie schwärzen die photographische Platte und ionisieren die Gase in ihrer unmittelbaren Umgebung. Man kann daher Strahlungsintensitäten sehr leicht durch Beobachtung ihrer photographischen oder elektrischen Effekte miteinander vergleichen; zu dem nämlichen Zwecke läfst sich bei den stark radioaktiven Substanzen auch die Fluoreszenzerregung verwerten. Aus solchen Messungen erhalten wir indessen durchaus keinen Auf-schlufs über die Frage, ob die miteinander zu vergleichenden Energiemengen gleichen oder verschiedenen Strahlengattungen angehören; denn bekanntlich finden sich selbst bei so verschiedenen Strahlungsarten, wie den ultravioletten Strahlen kurzer Wellenlänge, Röntgen- und Kathodenstrahlen, gleichfalls alle jene Eigenschaften vor, Gase zu ionisieren, die photographische Platte zu schwärzen und Fluoreszenzschirme zum Leuchten zu bringen. Ebenso wenig lassen sich zur Erkennung des Charakters der Strahlungen die in der Optik üblichen Methoden verwenden, da sich hier keine Spuren einer regelmäfsigen Reflexion, Brechung oder Polarisation zeigen.

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Literatur

  1. 1.
    Bei einer Untersuchung über die Aktivität des Urans fand der Verfasser zunächst (Phil. Mag., Jan. 1899, p. 116), dafs in der Gresamtemission dieser Substanz zwei Strahlengruppen von wesentlich verschiedener Absorb ierbarkeit vorkommen; diese nannte er α- und β-Strahlen. Später erkannte man, dafs auch Thorium und Radium ähnliche Strahlenarten aussenden; und nachdem man entdeckt hatte, dafs sowohl Uran und Thor als. auch Radium aufserdem noch Strahlen von sehr starkem Durchdringungsvermögen liefern, bezeichnete der Verfasser diese letzteren als γ-Strahlen. Der Ausdruck „Strahlen“ ist in dem vorliegende Buche beibehalten worden, obwohl man heute weifs, dafs die α-und β-Strahlen aus schnell fliegenden Teilchen bestehen. Das Wort wird hier also in demselben Sinne gebraucht wie von Newton in seiner Optik, da ja dort die Auffassung vertreten wird, dafs auch die Lichterscheinungen durch fortgeschleuderte Teilchen hervorgerufen würden. In einigen neueren Abhandlungen findet sich für die α-und β-Strahlen wohl auch der Ausdruck „α-und α-Emanationen“. Diese Bezeichnungsweise mufs aber zu Mifsverständnissen Veranlassung geben, da der Ausdruck „radioaktive Emanation“ in der Lehre von der Radioaktivität bereits allgemein in einem anderen Sinne benutzt wird; er dient nämlich zur Bezeichnung jener materiellen Substanz, die aus Thorium-und Radiumverbindungen allmählich entweicht und selbst Strahlen aussendet.Google Scholar
  2. 1.
    Diese Darstellungsweise ist dem Buche von Frau Curie, Untersuchungen über die radioaktiven Substanzen (übers, von W. Kaufmann. Braunschweig, F. Vieweg und Sohn), entnommen worden.Google Scholar
  3. 1.
    F. Giesel, Wied. Ann. 69, p. 834. 1899.ADSGoogle Scholar
  4. 1.
    St. Meyer und E. v. Schweidler, Physik. Ztschr. 1, pp. 90, 113. 1899.Google Scholar
  5. 2.
    H. Becquerel, C. E. 129, pp. 997, 1205. 1899.Google Scholar
  6. 3.
    P. Curie, C. E. 130, p. 73. 1900.Google Scholar
  7. 4.
    E. Butherford, Phil. Mag., Jan. 1899.Google Scholar
  8. 5.
    E. Rutherford und S. G. Grier, Phil. Mag., Sept. 1902.Google Scholar
  9. 1.
    H. Becquerel, C. R. 130, pp. 206, 372, 810, 979. 1900.Google Scholar
  10. 1.
    P. Curie und S. Curie, C. E. 130, p. 647. 1900.Google Scholar
  11. 1.
    Über die Aktivität des Radiumpräparates finden sich in der Curie-schen Abhandlung keine Angaben.Google Scholar
  12. 1.
    E. Dorn, Physik. Ztschr. 4, p. 507. 1903.Google Scholar
  13. 2.
    R. J. Strutt, Phil. Mag., Nov. 1903.Google Scholar
  14. 1.
    W. Wien, Physik. Ztschr. 4, p. 624. 1903.Google Scholar
  15. 1.
    E. Dorn, Abhandl. der Naturf. Ges. Halle 22, p. 44. 1900. Physik; Ztschr. 1, p. 337. 1900.Google Scholar
  16. 2.
    H. Becquerel, C. R. 130, p. 809. 1900.Google Scholar
  17. 1.
    W. Kaufmann, Gött. Nachr. 1901, Heft 2; 1902, Heft 5; 1903, Heft 3. Physik. Ztschr. 4, p. 54. 1902, s. a. Ann. d. Phys. 19, p. 487. 1906.Google Scholar
  18. 1.
    M. Abraham, Physik. Ztschr. 4, p. 57. 1902. Ann. d. Phys. 10 p. 105. 1903.Google Scholar
  19. 1.
    W. Kaufmann, Gött. Nachr. 1901, Heft 2.Google Scholar
  20. 1.
    S. Simon, Wied. Ann. 69, p. 589. 1899.zbMATHGoogle Scholar
  21. 2.
    W. Kaufmann, Physik. Ztschr. 4, p. 54. 1902.Google Scholar
  22. 1.
    F. Paschen, Ann. d. Phys. 14, p. 389. 1904.ADSCrossRefGoogle Scholar
  23. 1.
    St. Meyer und E. v. Schweidler, Physik. Ztschr. 1, pp. 90,113, 209. 1900.Google Scholar
  24. 2.
    P. Lenard, Wied. Ann. 56, p. 275. 1895.Google Scholar
  25. 3.
    E. J. Strutt, Nature, 1900, p. 539.Google Scholar
  26. 1.
    W. Seitz, Physik. Ztschr. 5, p. 395. 1904.Google Scholar
  27. 2.
    Falls die Ionisierung der zurückbleibenden Gasreste noch eine merkliche entladende Wirkung zur Folge,hat, müfste diesem Umstände durch Anbringung einer Korrektion Kechnung getragen werden. Ich nehme an, dafs dies geschehen ist, obwohl es in der Seitzschen Abhandlung nicht ausdrücklich erwähnt wird.Google Scholar
  28. 1.
    R. J. Strutt, Phil. Trans. A, p 507. 1901.Google Scholar
  29. 2.
    W. Crookes, Proc. Eoy. Soc. 1902. Chem. News 85, p. 109. 1902.Google Scholar
  30. 3.
    S. Curie, C. R. 130, p. 76. 1900.Google Scholar
  31. 4.
    E. Rutherford, Phil. Mag., Feb. 1903. Physik. Ztschr. 4, p. 235. 1902.Google Scholar
  32. 1.
    H. Becquerel, C. E. 136, p. 199. 1903.Google Scholar
  33. 1.
    H. Becquerel, C. E. 136, p. 431. 1903.Google Scholar
  34. 1.
    Th. Des Coudres, Physik. Ztschr. 4, p. 483. 1903.Google Scholar
  35. 2.
    H. Becquerel, C. E. 136, p. 1517. 1903.Google Scholar
  36. 1.
    Vgl H. Becquerel, Physik. Ztschr. 6, p. 666. 1905.Google Scholar
  37. 1.
    Neuerdings hat sich auch Becquerel dieser Auffassung angeschlossen (vgl Anm. auf Seite 559).Google Scholar
  38. 2.
    Bragg, Phil. Mag., Dez. 1904. Bragg und Kleeman, Phil. Mag., Dez. 1904.Google Scholar
  39. 1.
    Die Resultate der neuesten Untersuchungen über diese wichtige Frage findet der Leser in dem Anhange A am Schlufs des Buches.Google Scholar
  40. 1.
    Bakerian Lecture, Phil. Trans. A., p. 169. 1904.Google Scholar
  41. 1.
    E. J. Strutt, Phil. Mag., Aug. 1904.Google Scholar
  42. 2.
    J. J. Thomson, Proc. Camb. Phil. Soc. 13, Pt. I, p. 39. 1905; Nature, 15. Dez. 1904.Google Scholar
  43. 1.
    Von Mifs Slater wurde neuerdings nachgtwksen (Phil. Mag., Okt. 1905), dafs solche langsam fliegenden Elektronen auch die von den Emanationen des Badiums und Thoriums ausgehenden a-Teilchen begleiten. Ferner hat Ewers scheiden sich mithin jene negativen Korpuskeln nicht von den ß-Teilchen des Badiums; die Geschwindigkeit, mit der sie davoneilen, beträgt jedoch nur VBO von derjenigen der letzteren.Google Scholar
  44. 1.
    E. Rutherford, Nature, 2. März 1905. J. J. Thomson, Nature, 9. März 1905.Google Scholar
  45. 1.
    W. Crookes, Proc. Roy. Soc. 81, p. 405. 1903.Google Scholar
  46. 2.
    J. Elster und H. Geitel, Physik. Ztschr. 4, p. 439. 1903.Google Scholar
  47. 1.
    F. H. Glew, Arch. Eöntgen Ray, Juni 1904.Google Scholar
  48. 1.
    H. Becquerel, C. E. 137, 27. Okt. 1903.Google Scholar
  49. 2.
    T. Tommasina, C. E. 137, 9. ISTov. 1903.Google Scholar
  50. 3.
    Einen interessanten Beitrag zur Deutung der Szintillationserscheinung liefern neuere Versuche, über die im Anhang A am Schlüsse dieses Buches berichtet werden wird.Google Scholar
  51. 1.
    E. Rutherford und Miss Brooks. Phil. Mag., Juli 1902.Google Scholar
  52. 2.
    Um Schichten von geringer Dicke zu erhalten, zerstöfst man die zu untersuchende Substanz zu einem feinen Pulver und streut dieses durch ein Sieh hindurch gleichförmig auf die eine Kondensatorplatte.Google Scholar
  53. 1.
    E. Rutherford, Phil. Mag., Jan. 1899.Google Scholar
  54. 2.
    R. B. Owens, Phil. Mag., Okt. 1899.Google Scholar
  55. 3.
    E. Rutherford und Miss Brooks, Phil. Mag., Juli 1900.Google Scholar
  56. 1.
    Die an irgendeiner Stelle der Gasmasse herrschende Ionisation setzt sich zusammen aus den Einzelwirkungen der von sämtlichen Punkten der ausgedehnten radioaktiven Schicht ankommenden Strahlen. Die Gröfse λ ist daher nicht identisch mit dem Absorptionskoeffizienten, der den Strahlen einer punktförmigen Quelle zukommen würde; indessen werden beide einander proportional sein. In diesem Sinne wird λ als „Absorptionskonstante“ bezeichnet.Google Scholar
  57. 1.
    J. S. Townsend, Phil. Mag., Feb. 1901.Google Scholar
  58. 2.
    J. J. E. Durack, Phil. Mag., Juli 1902; Mai 1903.Google Scholar
  59. 1.
    Bragg und Bragg u. Kleeinan, Phil. Mag., Dez. 1904.Google Scholar
  60. 1.
    Neuere Messungen von Bragg (Phil. Mag., Sept. 1905) lassen in den Ionisierungskurven die Knickpunkte, die den vier mit α-Aktivität begabten Radium-Produkten entsprechen, noch deutlicher hervortreten. Aus diesen Beobachtungen ergab sich als Ionisierungsbereich der α-Teilchen für Radium selbst 3,50 cm, für Radium C 7,06 cm, für Radium A und Radiumemanation 4,83 und 4,23 cm. Ob von den beiden letzteren Werten der kleinere der Emanation oder dem Produkte A zuzuordnen ist, liefs sich noch nicht mit Sicherheit feststellen. Weitere Untersuchungen von Bragg bezogen sich auf die Geschwindigkeitsverluste, die die a-Teilchen in einfachen und zusammengesetzten Gasen und in Metallen erleiden. In erster Annäherung ist die „Bremswirkung“, die eine Substanz ausübt, der Quadratwurzel ihres Atomgewichtes proportional.Google Scholar
  61. 1.
    P. Villard, C. R. 130, pp. 1010, 1178. 1900.Google Scholar
  62. 2.
    H. Becquerel, C. R. 130, p. 1154. 1900.Google Scholar
  63. 1.
    E. Rutherford, Physik. Ztschr. 3, p. 517. 1902.Google Scholar
  64. 1.
    Mc. CleJland, Phil. Mag., Juli.1904.Google Scholar
  65. 1.
    F. Taschen, Physik. Ztschr. 5, p. 563. 1904.Google Scholar
  66. 1.
    A. S. Eve, Phil. Mag., Nov. 1904.Google Scholar
  67. 1.
    F. Paschen, Ann. d. Phys. 14, p. 114. 1904; 14, p. 389. 1904; Physik. Ztschr. 5, p. 563. 1904.Google Scholar
  68. 1.
    F. Paschen, Physik. Ztschr. 5, p. 563. 1904Google Scholar
  69. 2.
    E. Kutherford und H. T. Barnes, Phil. Mag., Mai 1905. Nature 1904, 15. Dez., p. 151.Google Scholar
  70. 3.
    Barkla, Nature, 17. März 1904.Google Scholar
  71. 1.
    H. Becquerel, C. E. 132, pp. 371, 734, 1286. 1901.Google Scholar
  72. 1.
    Mme. S. Curie, Untersuchungen liber die radioaktiven Substanzen. Übers, v. W. Kaufmann. 3. Aufl., p. 74. (Braunschweig 1904.)Google Scholar
  73. 1.
    A. S. Eve, Phil. Mag., Dez. 1904.Google Scholar
  74. 1.
    In einer kürzlich, erschienenen Abhandlung (Phil. Mag., Feb. 1905) berichtet Mc. Clelland gleichfalls über Messungen an Sekundärstrahlen, durch welche die von Eve erhaltenen Resultate im wesentlichen bestätigt werden. Als Mefsinstrument diente ein Elektrometer. Mc Clelland findet überdies, dafs die Intensität der resultierenden sekundären Strahlung von dem Einfallswinkel der primären Strahlen abhängt, und zwar bei 45° Incidenz am gröfsten wird. In einem Briefe an die Nature (p. 390, 23. Feb. 1905) erwähnt er ferner, es habe sich aus weiteren Versuchen ergeben, dafs für die Stärke der von verschiedenen Stoffen ausgesandten Sekundärstrahlung viel eher das Atomgewicht als die spezifische Dichte mafsgebend sei. Waren die beiden Gröfsen auch nicht einander proportional, so nahm doch der Betrag der einen ausnahmslos mit wachsendem Werte der anderen zu.Google Scholar
  75. 1.
    E. Rutherford und R. K. Me. Clung, Phil. Trans. A, p. 25. 1901.Google Scholar
  76. 2.
    St. Meyer und E. v. Schweidler, Wien. Ber. 113, Juli 1904.Google Scholar
  77. 1.
    E. Rutherford und S. G. Grier, Phil. Mag., Sept. 1902.Google Scholar

Copyright information

© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1907

Authors and Affiliations

  • E. Rutherford
    • 1
  1. 1.Mc Gill-Universität zu MontrealCanada

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