ON F O R M A T I O N OF L I G H T 973 546 Aus Vereinen und Versammlungen — Neue Bücher Z eitschrift f ür angewandte Chemie Mathematisch-physikalische Arbeits- gemeinschaft an der Universität Berlin. Berlin, den 23. Februar 1927. Professor Dr. E i n s t e i n : „Theoretisches und Experimen- telles zur Frage der Lichtentstehung." In den letzten Jahrzehnten hat die Theorie des Lichts manche Schwierigkeiten geboten, die noch nicht überwunden sind. Wir sind an Gedanken über diese Fragen nicht viel klüger geworden, aber es sind doch einige wichtige Tatsachen hinzugekommen, die es berechtigt erscheinen lassen, vor einem größeren Kreis auf diese Fragen näher einzugehen. Am Ende des letzten Jahrhunderts schien es, als ob durch die M axw e l l sche elekro-magnetische Wellentheorie ein vollständiges Verständnis für die Entstehung des Lichts gegeben sei, und als ob sich diese Theorie auch aut die Phänomene der Erzeugung und Absorption des Lichts beziehe. Vor 27 Jahren hat dann P l a n c k durch seine Theorie der Strahlung, wie E i n s t e i n sich ausdrückt, den Physikern einen großen Floh ins Ohr gesetzt, der zwar anfangs nur klein war, so daß viele von ihm keine Notiz nahmen. P l a n c k fand, daß man, um das Problem der Strahlung zu lösen, eine neue physikalische Größe einführen müßte, um zu einer vernünftigen Formel für die Strahlung zu kommen es ist dies die berühmte Größe h. Diese Rechnungsgröße hat aber in der Natur eine sehr reale Be- deutung, in dem Sinne, daß Strahlung nur in Quanten von der Größe hy entsteht oder verschwindet. Wenn man eine Glocke auschlägt, so ertönt sie stark, wenn man stark anschlägt, und schwächer, je schwächer man anschlägt sie nimmt eine größere oder kleinere Energiemenge auf. Bei den Strahlungsvorgängen ist dies nicht in dem gleichen Maße der Fall, sondern man kann einem leuchtenden Gebilde nicht beliebig wenig Energie zu- führen, niemals unterhalb eines Quants und immer nur ganze Vielfache dieses Quants werden von einem leuchtfähigen Ge- bilde aufgenommen oder wieder abgegeben. Dies ist durch ein direktes Experiment von F ra n c k und H e r t z auch nach- gewiesen worden. Die Existenz der P l a n c k sehen Strahlungs- formel bringt es mit sich, daß die Vorgänge der Lichtemission und Absorption nicht so erfolgen können, wie man es nach der Undulationstheorie voraussetzen sollte. Es hat nach der Quantentheorie die Strahlung etwas Plötzliches, Projektilartiges an sich. Für die theoretischen Resultate sind in den letzten Jahren gewichtige Bestätigungen gefunden worden, so der sogenannte Comptoneffekt, der von D e b y e und C o m p t o n zuerst durch Überlegung gefunden wurde und dann von C o m p t o n durch das Experiment bestätigt wurde. Der Comptoneffekt, bei dem das Licht eine Ablenkung nach dem roten Ende des Spektrums erfährt, kann mit der klassischen Wellentheorie nicht verstanden werden. Auch neuere experi- mentelle Untersuchungen, die von B o th e in der physikalischen Reichsanstalt über den Comptoneffekt durchgeführt wurden, der von 2 einander entgegenlaufenden Strahlenbündeln ver- ursacht wird, sprechen dafür, daß das Licht projektilartigen Charakter hat, also korpuskular ist. Andere Eigenschaften des Lichts aber, die geometrischen Eigenschaften und Interferenz- erscheinungen können durch die Quantenauffassung nicht erklärt werden, und die Fragestellung prinzipieller Natur, die wir nun auf dem Gebiete der Lichterscheinungen haben, gipfelt darin, entweder, zu zeigen, daß die Korpuskulartheorie das wahre Wesen des Lichtes erfaßt, oder, daß die Undulations- theorie richtig und das Quantenhafte nur scheinbar ist, oder endlich, daß beide Auffassungen dem wahren Wesen des Lichts entsprechen und das Licht sowohl Quanteneigenschaften als undulatorische Eigenschaften hat. Man suchte nun eine Synthese dieser beiden Eigenschaften zu finden, was bisher mathematisch noch nicht gelungen ist. Der letzte große Fortschritt, der In der Physik des Lichts ge- macht wurde, ist dadurch erreicht worden, daß man sich wieder von der Korpuskularauffassung entfernt hat und wieder einen Schritt gemacht hat, der umgekehrt ist demjenigen, der von der Undulationstheorie zur Korpuskulartheorie geführt hat. E i n - s t e i n verweist hier auf die Arbeiten von De B r o g l i e und S c h r ö d i n g e r . Einstein suchte nun nach Experimenten, die es ermöglichen sollten, uns zu sagen, wieweit die Korpus- kulartheorie und wieweit die undulatorische Auffassung der Strahlung brauchbar ist. Der unangenehmste Konflikt zwischen den beiden Vorstellungen über das Wesen des Lichts besteht darin, daß nach der Korpuskularvorstellung der Akt der Emission und Absorption ein Momentakt sein muß, der sehr klein ist gegenüber der Zeit einer Lichtschwingung, während nach der Undulationstheorie, wie sie durch die Elektro-Dynamik gegeben ist, die Lichtemission ein Akt ist, der lange dauert, d. h., wenn eine Spektrallinie durch ein Atom emittiert wird, so sind Hunderttausende oder Millionen von Schwingungen notwendig, um die Welle zu erzeugen. Man kann heute die energetischen Eigenschaften der Strahlung nicht anders als durch die Quantenvorstellung deuten. Andererseits sind die Interferenzerscheinungen des Lichts nur durch einen Emissionsprozeß von längerer Dauer zu interpretieren. Die von E i n s t e i n erdachten Versuche zum Nachweis dafür, daß die Interferenzerscheinungen wirklich darauf zurückzuführen sind, daß die hierbei auftretende Geordnetheit des Lichts dem undulatorischen Charakter zukommen und man nicht annehmen kann, daß die strahlenden Teilchen ganz unregelmäßig Quanten in den Raum spucken, und wir dann die Geordnetheit des emittierenden Gebildes auf einen noch nicht verstandenen Ordnungssinn des Raumes zurückführen können, zeigten, daß tatsächlich die Interferenzerscheinungen für die Wellentheorie sprechen. Es sind im Institut von Prof. L e n a r d in Heidel- berg von Dr. R u p p eingehende Versuche hierüber durch- geführt worden, welche bestätigen, daß die Interferenz und die Lichtemission Vorgänge sind, die Zeit brauchen. E i n s t e i n schließt mit dem Hinweis, daß man bei den Erklärungen der Lichterscheinungen scharf trennen müsse zwischen den energetischen Eigenschaften und den Erschei- nungen, die sich auf die geometrischen Eigenschaften be- ziehen. Was die Natur von uns fordert, ist nicht Quanten- theorie oder Wellentheorie, sondern die Natur fordert von uns eine Synthese beider Auffassungen, die bis jetzt allerdings noch über die Denkkräfte der Physiker hinausgegangen ist. Neue Bücher. Abderhalden, Geh. Med.-Rat Prof. Dr. E., Handbuch der bio- logischen Arbeitsmethoden. Abt. IV. Angewandte che- mische und physikalische Methoden. Teil 1, Heft 4. Fer- mentforschung. Lfg. 218, M. 9,—. — Abt. IV. Angewandte chemische und physikalische Methoden. Teil 4, Heft 5. Untersuchungen von Geweben und Körperflüssigkeiten A. Blut und Lymphe. Lfg. 222. M. 7,20 Heft 6 Lfg. 223. M. 4,20. — Teil 10, Heft 5. Quantitative Bestimmung des Gasstoffwechsels. Lfg. 216. 6,—. Berlin-Wien 1926 und 1927. Verlag Urban & Schwarzenberg. — Abt. XI. Chemische, physikalische , und physikalisch-chemische Me- thoden zur Untersuchung des Bodens und der Pflanze- Teil 3, Heft 5. Ernährung und Stoffwechsel der Pflanzen. Lfg. 220. Berlin-Wien 1927. Verlag Urban & Schwarzen- berg. M. 7,20 Bauer, Dr. K. H ., Neues Handwörterbuch der Chemie. Auf Grundlage des von Liebig, Poggendorf und Wöhler, Kolbe und Fehling herausgegebenen Handwörterbuchs der reinen und angewandten Chemie und unter Mitwirkung von Fittig, Fresenius, Hesse, Meyer, Schaer, Sauer, Thierfelder, Wichelhaus u. a. Gelehrten bearbeitet und redigiert von Dr. H. v. Fehling. Nach dem Tode des Herausgebers fortgesetzt von Dr. C. Hell und Dr. C. Haeussermann. Lfg. 133, Band IX, Lieferung 19, enthaltend die Bogen 101 bis 110 (Schluß des 9. Bandes). Braunschweig 1926. Ver- lag Friedr. Vieweg & Sohn, A.-G. G e h. M. 4,80 Beckurts, Geh. Rat Prof. Dr. H., und Rojahn, Prof. Dr. C. A., unter Mitwirkung von Dipl.-Ing. S. M. v. Bruchhausen. Jahresbericht über die Fortschritte in der Untersuchung der Nahrungs- und Genußmittel. 34. Jahrgang, Bericht 1924. G öttingen 1927. Verlag Vandenhoek & Ruprecht. G e h . M . 8 , — Berge, Stud:-Rat Dr. phil. A. , Chemiker, Monographien über chemisch-technische Fabrikationsmethoden. Band XXX. Die Fabrikation der Tonerde. Zweite vermehrte Auflage mit 20 in den Text gedruckten Abbildungen Halle/Saale 1926