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Der kritische Weg zur Feststellung der Existenz einer Atomistik der Elektrizität.1) (Erörtert an Olkügelchen)
References
- p551_1) Aus den Sitzungsberichten der Wiener Akademie der Wissenschaften auszugswiese mitgeteilt.
- p551_2) F. Ehrenhaft, Anzeiger VIId. Wien. Ak. d. Wiss. vom 4. März 1909; Wiener Berichte. 119. IIa Mai 1910; Physik. Zeitschr. 11. p. 619. 1910; Verhandl. d. Deutschen physik. Gesellschaft. 15. p. 1187–1202. 1913; Wiener Ber. 123. p. 55. 1914.
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- p552_2) Unter den von Millikan publizierten Ölpartikeln befindet sich nur ein einziges ( R. A. Millikan, Ann. d. Phys. 50. p. 760. 1916. Tab. II), das unmittelbar nach seiner Erzeugung eine Ladung von der Größenordnung 4,75.10−10 elektrost. Einh. trug; auch sehr selten (4–5 mal) kommen bei Millikan Ladungen vor, die dem doppelten oder dem dreifachem Elementarquantum gleich sein sollten. Sonst beruhen die Schlüsse dieses Autors auf Messungen von Ladungen, die bis 130 mal größer sind, als das vermutete elementare Quant der Elektrizität.
- p552_3) F. Ehrenhaft, Wiener Ber. 123. (IIa) p. 75–82. 1914; Physik. Zeitschr. 16. p. 227. 1915.
- p552_4) D. Konstantinowsky, Wiener Ber. 123. (IIa) p. 1708. 1914; Ann. d. Phys. 48. p. 57. 1915.
- p553_1) E. Regener, Physik. Zeitschr. 12. p. 135. 1911; H. Fletcher, Physik. Zeitschr. 12. p. 202. 1911; Phys. Rev. 33. August 1911; Phys. Rev. N. S. 4. Nr. 5. Nov. 1914; Physik. Zeitschr. 16. p. 316. 1915; F. C. Eyring, Phys. Rev. p. 412. 1915; A. Schidlof u. Mlle. Murzynowska, Arch. Sc. phys. nat. 15. Nov.-Dez. 1915; A. Schidlof u. A. Targonski, Physik. Zeitschr. 17. p. 376. 1916.
- p553_2) In allen diesen Arbeiten wurden größere Ladungen durch willkürliche Repartitionszahlen als Multipla des vorausgesetzten Elektrons dargestellt. Schon I. Roux (Ann. chim. phys. 8. p. 69–123. 1913) hat aber hervorgehoben, daß dieser Weg keine präzise Methode zur Bestimmung von e bildet. So hat z. B. Regener, dessen Versuchsanordnung am meisten an die von Ehrenhaft benützte erinnert, Werte der Ladungen gefunden, die er „zwanglos”︁ zu repartieren versuchte. Daß dies aber nicht gelungen ist, zeigt z. B. die Tatsache, daß er in 5,72 ± 10−10 e. st. E. ein Elektron, in 9,54 § 10−10 e. st. E. zwei Elektronen erblicken mußte die Differenz dieser beiden Zahlen beträgt aber 3,82. Schidlof und Murzynowska eliminieren einfach jene Messungen, die keine Übereinstimmung mit dem erwarteten Quante zeigen (L. c. Extrait p. 24 … nous avons écarté celles …. qui montraient des anomalies trop manifestes), indem sie alle Partikel, deren Ladungen Abweichungen von dem theoretischen 4,7 § 10−10 e. st. E. aufweisen, als Staub ansprechen oder die Abweichungen eventuellen, unbestimmten Veränderungen der Gestalt bzw. der Dichte der Partikel zuschreiben (l. c. Extrait p. 20 …. peut être due à des poussières ou à toute autre cause qui …. a pu modifier la masse ou la forme de la goutte). Millikan (Physik. Zeitschr. 1910. p. 1105 u. 1107), Fletcher (Phys. Rev. 33. p. 93. 1911) und Eyring (Phys. Rev. 1915. p. 413) geben zwar in ihren Publikationen ausdrücklich an, durch die Art ihrer Reinigungsanordnung Staub von den zur Messung gelangenden Partikelchen auszuschließen F. Ehrenhaft (l. c. 1914) und F. Zerner ( Physik. Zeitschr. 16. p. 10. 1915 und Physik. Zeitschr. 17. p. 165. 1916) wiesen nach, daß auch unter den von Millikan, Fletcher, Eyring gemessenen Ladungen sich solche vorfinden, welche mit dem von diesen Autoren angegebenen Elementarquantum im Widerspruche sind, wenn man die von ihnen nach den Widerstandsgesetzen errechneten Ladungen nach der Theorie der Brownschen Bewegung rechnet und umgekehrt. Nunmehr (l. c. p. 751. 1916) sucht Millikan nach 2 Jahren die Partikel, deren Ladungen zwar vorher zur Ermittlung des von ihnen angegebenen Quantes mitverwendet worden waren, an welchen jedoch Ehrenhaft-Zerner die erwähnten Unterschreitungen und Abweichungen feststellen konnten, als Staub hinzustellen und diese so nachträglich aus den Messungen zu eliminieren.
- p556_1) F. Klein, „Ausgewählte Kapitel der Zahlentheorie”︁. 1895. Einleitung.
- p556_2) F. Ehrenhaft (l. c. 1914).
- p556_3) D. Konstantinowsky (l. c. 1914).
- p557_1) Für die fortlaufende Proportion wird sich eine unendliche Zahl von Gruppen der Verhältniszahlen ergeben. Für die Frage der Grenzen der Möglichkeit einer Atomistik kommen nur die kleinsten n in Betracht; übrigens hat Konstantinowsky (l. c. p. 1711. 1914) ein Kriterium angegeben, nach welchem die Bestimmung der Zahlen ni keinem Zweifel mehr unterliegen kann. Aus den Einengungsbeziehungen (2) folgt nämlich für p-Ladungen desselben Partikels: wobei μ = /300 dmg (d die Kondensatorplattendistanz) eine für dasselbe Partikel konstante Größe bedeutet. Diese p-Ungleichungen müssen gleich-
- p559_1) Ein anderes wäre mit dem in der Anmerkung p. 557 erörterten Kriterium unverträglich.
- p560_1) F. Ehrenhaft (l. c. 1914) bzw. neuerdings Anzeiger 4 der Wiener Akademie der Wissenschaften vom 3. Februar 1916.
- p560_2) Nach den Angaben von Millikan, Physik. Zeitschr. 14. p. 799. 1913; Phys. Rev. 2. p. 115. 2. August 1913.
- p560_3) Millikan gibt an (l. c.), daß eine Verstellung um 1/2 mm das Bild verwischt; bei dem Ehrenhaftschen Beobachtungssystem tritt das schon bei einer Drehung der Mikrometerschraube um 1 bis 2 Grade ein, während erst die ganze Umdrehung derselben 1/5 mm gibt.
- p560_4) A. Schidlof und A. Targonski, Physik. Zeitschr. 17. p. 316. 1916.
- p561_1) F. Ehrenhaft, „Zur Physik des Millionstel Zentimeters”︁, Physik. Zeitschr. 18. p. 352. 1917.
- p561_2) Diesbezüglich unterscheiden sich die Ölpartikel auch von den anderen dielektrischen Teilchen, z. B. von den durch Verdampfung hergestellten Schwefel- oder Selen-Kügelchen, deren typische Resonanzfarben ich in der Physik. Zeitschr. 18. p. 567 1917 beschrieben habe.
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- p561_4) Millikan (l. c. 1913) setzt die Existenz des Elementarquantums e = 4,78 § 10−10 e. st. E. zunächst voraus, berechnet mit Hilfe dieses Wertes die Radien der Partikel und bestimmt dann graphisch für alle Partikel jenen Koeffizienten A = 0,874, der alle gemessenen Ladungen als Multipla von 4,77 § 10−10 e. st. E. darzustellen gestattet. Auch Schidlof ist gezwungen bei seinem Verfahren (ce qu'on ne peut faire qu'en admettent à priori l'existence de la charge élémentaire …. l. c. Extrait p. 9) die Existenz eines unteilbaren konstanten Elementarquantums vorauszusetzen und bestimmt rechnerisch einen geeigneten Koeffizienten A. Es ist nach den Erörterungen dieser Arbeit überflüssig, eigens zu betonen, daß solche Wege nicht kritisch sind. Setzt man die Atomistik, um deren Nachweis es sich erst handelt, voraus, und trägt man diese Annahme in den Rechnungsgang, der zur Ladungsbestimmung dient, bereits hinein, so ist es vollkommen klar, daß im Resultate eine Atomistik vorgetäuscht werden kann. Auch die neuerdings in Phil. Mag. 34. 1917 publizierte Abhandlung Millikans bringt keine neuen Gedanken vor.
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- p562_6) I. Parankiewicz, (l. c.).
- p562_7) Die Publikation der ausführlichen Messungsprotokolle erfolgt in den Berichten der Wiener Akademie der Wissenschaften.
