548 DOC. 56 THE RADIATION PROBLEM
Physikalische
Zeitschrift.
10.
Jahrgang.
No.
6.
191
allein direkt wahrnehmbaren zeitlichen Mittel-
werte
in
richtiger Weise,
fuhrt aber mit
Notwendigkeit
zu
mit der
Erfahrung
unverein-
baren Gesetzen über die thermischen
Eigen-
schaften
der
Strahlung,
sobald
man
nur an
der
Entropie-Wahrscheinlichkeit-Beziehung
festhält.
Die
Abweichung
der
Erscheinungen
von
der
Theorie tritt desto stärker
hervor,
je größer
v
und
je
kleiner
g
ist.
Es sind bei
kleinem
g
die
zeitlichen
Schwankungen
der
Strahlungsenergie
eines bestimmten
Raumes
bzw.
der
Druckkraft
der
Strahlung
auf eine bestimmte Fläche
viel
größer
als
unsere
jetzige
Theorie
erwarten
läßt.
Wir haben
gesehen,
daß das Plancksche
Strahlungsgesetz
sich
begreifen
läßt
unter
Her-
anziehung
der
Annahme,
daß
Oszillationsenergie
von
der
Frequenz v nur
auftreten kann
in
Quanten
von
der Größe hv. Es
genügt
nach
dem
Vorigen
nicht die
Annahme,
daß Strah-
lung
nur
in
Quanten
von
dieser Größe emit-
tiert und
absorbiert
werden
könne,
daß
es
sich
also
lediglich
um
eine
Eigenschaft
der
emittierenden
bzw.
absorbierenden
Materie
[50]
handle;
die
Betrachtungen
6
und
7
zeigen,
daß
auch die
Schwankungen
in
der räumlichen Ver-
teilung
der
Strahlung
und
diejenigen
des
Strah-
lungsdruckes
derart erfolgen, wie
wenn
die
Strahlung
aus
Quanten
von
der
angegebenen
Größe bestünden. Es kann
nun
zwar
nicht
behauptet
werden,
daß
die
Quantentheorie
aus
dem
Planckschen
Strahlungsgesetze
als Kon-
sequenz
folge,
und
daß
andere
Interpretationen
ausgeschlossen
seien.
Man
kann aber
wohl
behaupten,
daß die
Quantentheorie
die
ein-
fachste
Interpretation
der
Planckschen
Formel
liefert.
Es
ist
hervorzuheben,
daß
die
angegebenen
Überlegungen
im
wesentlichen
keineswegs
ihren
Wert verlieren
würden, falls sich
die Planck-
sche Formel noch
als
ungültig
erweisen
sollte;
gerade
der
von
der
Erfahrung genügend
be-
stätigte
Teil der
Planckschen Formel
(das
für
große
v/T
in
der Grenze
gültige
Wiensche
Strahlungsgesetz)
ist
es,
welcher
zur Lichtquan-
tentheorie
führt.
9.
Die
experimentelle Erforschung
der Kon-
sequenzen
der
Lichtquantentheorie
ist nach
meiner
Meinung
eine der
wichtigsten Aufgaben,
welche die
Experimentalphysik
der
Gegenwart
zu
lösen
hat.
Die
bis
jetzt gezogenen
Konse-
quenzen
kann
man
in
drei
Gruppen
ordnen.
a)
Es
ergeben
sich
Anhaltspunkte
für
die
Energie derjenigen Elementarvorgänge,
welche
mit
Absorption
bzw.
Emission
von Strahlung
bestimmter
Frequenz verknüpft
sind (Stokes-
sche
Regel;
Geschwindigkeit
der durch Licht
oder
Röntgenstrahlen erzeugten
Kathoden-
strahlen;
Kathodolumineszenz
usw.).
Hierher
gehört
auch die interessante
Anwendung,
die
Herr
Stark
von
der
Lichtquantentheorie ge-
macht
hat,
um
die
eigentümliche Energiever-
teilung
im
Spektrum
einer
von
Kanalstrahlen
emittierten
Spektrallinie
zu
erklären1).
Die Schlußweise ist hier immer
folgende:
Er-
zeugt
ein
Elementarvorgang
einen
andern,
so
ist die
Energie
des letzteren nicht
größer
als
die des
ersteren.
Die
Energie
eines der beiden
Elementarvorgänge
ist aber bekannt
(von
der
Größe
hv),
wenn
letzterer
in
der
Absorption
oder Emission
von
Strahlung
bestimmter Fre-
quenz
besteht.
Besonders interessant
wäre
das Studium der
Ausnahmen
vom
Stokesschen
Gesetz.
Zur
Erklärung
dieser Ausnahmen muß
angenommen
werden,
daß ein
Lichtquant erst
dann emittiert
wird,
wenn
das betreffende
Emissionszentrum
zwei
Lichtquanten
absorbiert hat. Die
Häufig-
keit eines
derartigen Ereignisses,
also
auch die
Intensität des emittierten Lichtes
von
kleinerer
Wellenlänge
als das
erzeugende,
wird
in
diesem
Falle bei schwacher
Bestrahlung
(nach
dem
Massenwirkungsgesetz)
dem
Quadrat
der
erre-
genden
Lichtstärke
proportional
sein
müssen,
während bei
Gültigkeit
der
Stokesschen
Regel
bei schwacher
Bestrahlung Proportionalität
mit
der
ersten
Potenz der
erregenden
Lichtintensität
zu
erwarten
ist.
b)
Wird bei
Absorption2) jedes Lichtquants
ein
Elementarvorgang gewisser
Art
bewirkt,
so
ist
E/hv
die Anzahl dieser
Elementarvorgänge,
falls
die
Energiemenge
E
von
Strahlung der
Frequenz
v
absorbiert
wird.
Wird
also
z.
B.
die
Menge
E einer Strah-
lung
von
der
Frequenz
v
unter Ionisierung
eines Gases
von
diesem
absorbiert,
so
ist
zu
erwarten,
daß
E/Nkv
Grammoleküle des Gases
dabei ionisiert werden. Diese
Beziehung setzt
nur
scheinbar die Kenntnis
von
N
voraus;
schreibt
man
nämlich die Plancksche
Strah-
lungsformel
in
der Form
a
1.3 1
i*
1
-
1
so
ist
E/RBv
die
Anzahl der
ionisierten
Gramm-
moleküle.
Diese
Beziehung,
welche
ich bereits in meiner
ersten
Arbeit3)
über diesen
Gegenstand angab,
ist leider bisher unbeachtet
geblieben.
c)
Das
unter
5
Mitgeteilte
führt
zu
einer
1)
J.
Stark,
diese Zeitschr.
9,
767, 1908.
2)
Die
analoge Betrachtung gilt
natürlich
auch
umge-
kehrt
fur
die
Lichterzeugung
durch
Elementarvorgänge
(z.
B.
durch
Ionenstöße).
3)
Ann. d.
Phys. (4) 17,
132-148,
1905.
£9.
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