DOC.
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DISCUSSION
OF
GDNA LECTURES 501
978 Nernst,
Verhalten fester
Stoffe
bei
sehr tiefen
Temperaturen. Physik.
Zeitschr. XII,
1911.
Wärmetheorem,
das sich hier also
als
ein
Spezial-
fall
eines
allgemeineren
aus
der
Quantentheorie
abgeleiteten
Satzes
ergibt1).
Wir kommen nunmehr
zu
einer Reihe
von
Eigenschaften,
bei denen
wir nicht über
so
konkrete
Vorstellungen verfügen,
wie in
den
obigen Fallen,
und
bei
denen
wir, wenn
auch
mit
großer Wahrscheinlichkeit,
so
doch immer
nur
mit einer
gewissen Reserve,
die
entsprechen-
den Schlüsse ziehen können.
Wärmeleitung. Hier fehlt
es
zurzeit
an
jeder
speziellen
Theorie. Nach
Euckens
Ver-
suchen
wird, wie
man
wohl
sagen
muß,
wider
alles Erwarten die
Wärmeleitung von
Isolatoren
bei sehr tiefen
Temperaturen
außerordentlich
groß.
Beim Diamant ließ sich
im
Sinne
obigen
Satzes
ein
Temperaturgebiet erreichen,
in
welchem
die
Wärmeleitung
nahe konstant
blieb.
Elektrizitätsleitung.
Entgegen
den Forde-
rungen
der
Elektronentheorie, aber
ganz
im
Sinne
der
Quantentheorie
fand Kamerlingh Onnes
bei
sehr
tiefen
Temperaturen
ein
Gebiet, in
welchem sich
der Widerstand des Platins nicht
weiter änderte. Wie
ferner der erwähnte For-
scher und der Verfasser
gleichzeitig fanden,
tritt das
Umbiegen
der
Widerstandskurve,
das
schließlich
zur
Parallelität mit der Abszisse
(Temperatur) führt,
um so
eher
bei
den
ver-
schiedenen
Metallen
auf,
je
höher die
Frequenz
ihrer Atome
ist.
Der
Verfasser konnte daher
beim
Aluminium,
welches
Metall einen sehr
viel
höheren v-Wert
als
Platin besitzt
(vergl.
oben),
eine Konstanz des
Widerstandes schon
bei
der
Temperatur
des
siedenden Wasserstoffes beob-
achten:
J
w
273,1 1,000
79,0 0,256
66,0
0,222
21,5
0,166
20,5
0,165
17,4 0,165
Blei,
das einen kleinen v-Wert
besitzt
hat daher
noch bei
der
Temperatur
des
flüssigen
Wasser-
stoffs einen stark mit der
Temperatur
veränder-
lichen Widerstand. Wir sind
sogar
in
der
Lage,
aus
dem Verlauf der Widerstandskurve
bei tiefen
Temperaturen
die
Schwingungszahl
der Atome des betreffenden Metalls mit
ziem-
licher Sicherheit abzuleiten. Also auch hier
er-
gibt
sich eine sehr
auffällige Beziehung
zur
Quantentheorie,
die
allerdings
zurzeit einen mehr
1) Vergleiche
hierzu auch die
von
F.
Jüttner,
Zeitschr.
f.
Elektrochem.
17,
139,
1911
u.
O.
Sackur,
Ann.
d. Phys.
(4)
34,
455, 1911, angestellten Betrachtungen.
empirischen
Charakter besitzt.
Bis
zum
ge-
wissen Grade ist
es
allerdings
Herrn
Linde-
mann1)
gelungen,
diese
Beziehungen
verständ-
lich
zu
machen, indem
er
die Annahme ein-
führte, daß der Widerstand durch
die Zahl der
Schwingungskreise bedingt
sei.
Die auf diesem Gebiete
gefundenen Regel-
mäßigkeiten
möchte ich
in
folgender
Weise
zusammenfassen:
Der
Temperaturkoeffizient
des elektrischen
Widerstandes
der
Metalle hat einen
ähnlichen,
aber nicht
genau gleichen
Verlauf
wie
die Atom-
wärme.
In
dem
Temperaturgebiet,
in
welchem
die Atomwärme
konstant nahe
gleich 6
ist,
ist
der
Widerstand
annähernd der absoluten
Tempe-
ratur proportional.
Thermokraft
und
Peltiereffekt. Hier
ist
zu
erwarten,
daß die Potentialdifferenz
längs
des
Wärmegefälles in
einem
gleichen
Metall
verschwindet und
diejenige
zwischen zwei
ver-
schiedenen Metallen
von
der
Temperatur
unab-
hängig
wird,
wenn man
sich
hinreichend dem
absoluten
Nullpunkte
nähert. Dann muß der
Peltiereffekt
bekanntlich,
ebenso
wie
die Thermo-
kraft,
verschwinden. Sichere Daten
zur
Prüfung
dieser
Frage liegen
noch nicht
vor,
doch ist
eine Tendenz der
Thermokraft, bei
tiefer
Tempe-
ratur
abzufallen,
unverkennbar2).
Diskussion.
[1]
Einstein:
Ich möchte
fragen,
ob der Vor-
tragende
es
nicht
für
möglich hält,
daß die
Leit-
fähigkeit
reiner
Metalle
bei
Annäherung
an
den
absoluten
Nullpunkt
unendlich wird. Kamer-
lingh
Onnes
hat
ja gefunden,
daß kleinste
Beimengungen
einen
sehr
großen
Einfluß
haben,
und daß die reinsten Metalle einen außer-
ordentlich kleinen Widerstand haben. Sind [2]
vielleicht verschiedene Proben
von
Aluminium
vorhanden
gewesen
und daraufhin
geprüft
worden?
Nernst: Ich
glaube auch,
daß der hohe
Wert beim Aluminium durch
Verunreinigungen
bedingt
ist.
Reines Aluminium ist
ja
zurzeit wohl
sehr schwer herzustellen. Man könnte
gewiß
den Wert Null für den Widerstand
ganz
reiner
Metalle
annehmen,
aber ich
glaube,
er
wird
doch für
jedes
Metall einen endlichen charakte-
ristischen Wert haben.
Sommerfeld:
Wie stellt sich die
Quanten-
theorie den Einfluß kleiner
Verunreinigungen
vor?
Nernst:
Lindemann hat
angenommen,
der
Widerstand in der Nähe des absoluten
Null-
1) Sitzungsber.
d. Preuß. Akad. d. Wiss.
1911, S. 329.
2)
Eine
spezielle
Theorie
der
obigen
Phänome
vom
Standpunkt der
Quantentheorie
hat
A.
Bernoulli, Zeitschr.
f.
Elektrochem.
17,
689, 1911,
zu
geben
versucht.