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wobei die Kraftlinien die Strahlen senkrecht und unmittelbar, nachdem sie das Diaphragma passirt hatten, durchsetzten.

Die Untersuchungen mit dem rotirenden Spiegel hatten sowohl für den primären wie den transformirten Wechselstrom einen sehr reinen sinoidalen Verlauf ergeben. Die effective Spannung Veff. steht dann zur maximalen max. bekanntlich in der Beziehung: max. 12 Veff.; Veff. wurde zu 1520 Volt bestimmt; mit Rücksicht auf die Periodenzahl n = 520 des verwendeten Wechselstromes wird daher (bei vierstelliger logarithmischer Berechnung) der zeitliche Verlauf der Plattenladung durch die Gleichung

beschrieben.

=

Ꮴ =2149 sin 2 π 520 t Volt

Der Potentialgradient pro Längeneinheit & zwischen den um 2,5 cm voneinander abstehenden Platten ist daher

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und der Maximalwerth von de/dt, auf den es hier ankommt, ist im electromagnetischen Maasssystem

d/dt = 860.2 π 520 28,09. 1018 cm g sec-3.

Π

=

Ist die Leitfähigkeit des Zwischenmittels wie in unserem Falle gleich 0, so reducirt sich die Maxwell'sche Fundamentalgleichung des electromagnetischen Feldes auf

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wo die ins Auge gefasste Querschnittsfläche des Verschiebungsstromes, Lo das über die Contur dieser Fläche in bekannter Richtung herum erstreckte Linienintegral der magnetischen Feldstärke ist.1) Wir wollen gleich der Gesammtfläche der an die Braun'sche Röhre angelegten Platten, also gleich 3,7 x 6,8 25,2 cm2 wählen. Die Grösse & können wir trotz des Vorhandenseins der Glasröhre gleich der Dielectricitätsconstante der Luft setzen, ihr also in dem zu Grunde gelegten electromagnetischen System den Zahlenwerth 1/(3.1010)2 cm-2 sec2 beilegen.2) Dann wird das Linienintegral

=

1) Vgl. H. Ebert, Magnetische Kraftfelder § 333. p. 389. 1897. 2) 1. c. $321. p. 374.

von bei Einsetzung der entsprechenden Zahlenwerthe in die obige Formel im Maximum zu 79. 10-7 cm g' sec-1 gefunden. Der wesentliche Theil des Verschiebungsstromes kann nur zwischen den Platten selbst, also innerhalb w gesucht werden. Sehen wir von den durch die Plattengestalt und ihrem Abstande bedingten Abweichungen des electrostatischen Feldes von einem homogenen ab, so können wir für unsere Schätzung der Grössenordnung der ins Spiel tretenden Kräfte die Annahme machen, die magnetische Kraft der Verschiebungsströme begleite die Contur der Platten derart, dass ihre Richtung überall in die Begrenzungslinie von @ falle und überall dieselbe mittlere Stärke habe. Dann reducirt sich das auszuwerthende Linienintegral auf das Product dieses Mittelwerthes in die Länge der Contur, welche gleich 21 cm ist. Somit finden wir

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Nehmen wir an, dass diese durch die dielectrischen Verschiebungsströme hervorgebrachte magnetische Feldstärke voll und ganz bei der Ablenkung der Kathodenstrahlen in der Braun'schen Röhre zur Geltung komme, so würde sie doch noch immer ca. 300000 mal schwächer als diejenige Feldstärke sein, welche an der hier benutzten Röhre den Minimaleffect ergab und die oben zu 0,12 cm- g' sec-1 ermittelt wurde. Die ca. 3 cm betragende Ablenkung des Phosphorescenzfleckes, welche unter den genannten Bedingungen thatsächlich beobachtet wurde, konnte also nicht durch die in dem Wechselfelde auftretenden Verschiebungsströme herbeigeführt werden.

II. Wandladungen der Entladungsröhre.

Dass eine Entladungsröhre, namentlich wenn sie soweit evacuirt ist, dass sich in ihr kräftige Kathodenstrahlen entwickeln, auf ihren Wandungen starke electrische Ladungen zeigt, ist bekannt. Bei der Braun'schen Röhre liegen. die Verhältnisse insofern anders, als gewöhnlich, als hier der Untersuchungsraum CE (vgl. die Fig. 1 auf p. 552 der mehrfach erwähnten Braun'schen Abhandlung) vor dem Diaphragma C durch einen ziemlich langen Hals von dem eigentlichen Entladungsrohre K 4 getrennt ist. Dass aber

auch hier vor C und nach E hin starke Wandladungen auftreten, davon überzeugt man sich leicht mittels directer electroskopischer Prüfung. Eine kleine auf ein Glasrohr aufgekittete messingene Probekugel wurde mit Electroskopen verschiedener Empfindlichkeit verbunden, und damit der Ladungszustand des Braun'schen Rohres vor, während und nach dem Durchgange der Entladung durch Aufsetzen der Probekugel auf die verschiedenen Stellen des Rohres untersucht.

An dem Kathodenende K fand sich stets eine sehr starke negative Ladung, welche die ganze Aussenwand bis halbwegs KA hin begleitete. Sie konnte so stark werden, dass man hier Funken aus der Rohrwand ziehen konnte, und dauerte auch nach der Entladung längere Zeit an. Gegen die Anode 4 hin wurde dieser Beleg von freier E allmählich neutralisirt und eine Ladung von freier + E trat an ihre Stelle. Diese positive Ladung war weniger stark und nicht so anhaltend wie die erster wähnte negative. Gegen die Stelle hin, wo im Inneren das Diaphragma C eingesetzt ist, blieb diese positive Ladung, wenn auch in wechselndem Betrage, bestehen; am kleinsten war sie kurz vor C. Hinter dem Diaphragma C aber zeigte sich, und zwar bereits auf dem hier noch vorhandenen cylindrischen Theile der Röhre, eine sehr kräftige positive Ladung, deren Betrag gegen D hin immer mehr wuchs, und die an dem kolbenförmigen Ende der Röhre eine solche Höhe erreichen konnte, dass man auch nach dem Aufhören der Maschinenentladung noch Fünkchen aus diesem Theile der Rohrwand ziehen und ein electrisches Kugelpendel kräftig mit + E laden konnte. Die positiven Ladungen auf der Aussenseite lassen auf eine negative Influenzladung im Inneren schliessen. In dem vorliegenden Falle müssten sich dann alle Theile des Raumes CE, selbst diejenigen, welche nicht direct von Kathodenstrahlen getroffen werden, im Inneren mit einer Schicht freier negativer Electricität laden, welche an der Aussenseite eine positive Ladung bindet.

Durch diese Ladungen ist der Verlauf der Kathodenstrahlen wesentlich mit bedingt. Bekannt ist, wie Kathodenstrahlen immer die Axe eines Cylinderrohres, durch das sie der Länge nach hindurchgehen, aufsuchen, wie bei Hohlkathoden oder bei Einbuchtungen der Electroden, bei ring- oder sieb

förmigen Kathoden ihr Verlauf wesentlich mit durch die Ladungen an benachbarten Oberflächen bedingt ist. Bringt man durch Ableiten oder durch Funkenziehen aus der Rohrwand nicht nur zwischen K und C, sondern auch zwischen C und E eine Aenderung in der Anordnung der statischen Ladungen hervor, so zuckt das Kathodenstrahlenbündel zur Seite; es kehrt freilich schon nach kurzer Zeit in die ursprüngliche Richtung zurück, augenscheinlich weil der Ladungszustand durch die rasch aufeinander folgenden Entladungen der Influenzmaschine sehr bald wieder hergestellt wird.

Wir haben also auch bei dieser Versuchsanordnung ein starkes statisches Feld dauernd bestehen, durch das sich die Kathodenstrahlen hindurch bewegen, und jede Ursache, welche dieses Feld periodisch verändert, muss auf den Verlauf der Kathodenstrahlen Einfluss ausüben. Eine solche Ursache scheinen mir aber die durch das äussere electrische Wechselfeld im Inneren des an dieser Stelle allerdings electrodenlosen Rohres hervorgerufenen Kathodenerscheinungen zu bilden.

III. Einfuss der durch das electrische Wechselfeld hervorgerufenen Kathodenerscheinungen.

Durch die Untersuchungen des Hrn. E. Wiedemann und mir selbst ist gezeigt worden, dass überall, wo periodisch in ihrer Intensität wechselnde electrische Spannungen die Begrenzungsflächen eines gasverdünnten Raumes senkrecht oder nahezu senkrecht durchsetzten, Kathodenerscheinungen mit allen ihren Attributen, Dunkelraum, Glimmlicht, Kathodenstrahlen auftreten, vorausgesetzt, dass der Gasdruck unter einer bestimmten Grenze liegt und dem Felde eine genügende Menge Energie zugeführt wird.1) Sind beide Bedingungen erfüllt, so tritt mitunter auch dann das genannte Phänomen noch nicht unmittelbar hervor; die Röhre bedarf, wie wir uns ausdrückten, einer Anregung", welche am einfachsten durch. eine auf sie oder durch sie hindurch wirkende directe Entladung herbeigeführt wird; dann befindet sich das verdünnte Gas in einem Zustande, bei dem schon sehr schwache electrische Schwingungen sehr kräftige Kathodenerscheinungen

1) H. Ebert und E. Wiedemann, Wied. Ann. 50. p. 42. 1893. Ann. d. Phys. u. Chem. N. F. 64.

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an den Innenwänden des Gefässes hervorrufen. Es entstehen daher die Fragen:

a) Sind bei dem Braun'schen Rohre und dem electrischen Wechselfelde, welche hier die K. E. F. Schmidt'sche Ablenkung in so eclatanter Weise hervorrief, die Bedingungen erfüllt, unter denen jene Kathodenerscheinungen electrischer Schwingungen auftreten können?

b) Reichen sie zur Erklärung der beobachteten Ablenkungen aus?

a) Der oben erwähnte kleine Plattencondensator wurde an die Braun'sche Röhre angelegt und bis ca. 1500 Volt effectiver Wechselstromspannung geladen. Das Rohr selbst wurde nicht durch die Influenzmaschine erregt und das Ganze im vollkommen verdunkelten Raume betrachtet. Man sah kleine Fünkchen von den Platten auf die Röhre überschlagen; war diese längere Zeit ausser Thätigkeit gewesen, so war im Inneren kein Leuchten zu erkennen. Wurden aber nur wenige Entladungen der Influenzmaschine durch die Röhre geschickt, so sprach diese auch sofort auf die Schwingungen an; diese Erregungsfähigkeit dauerte dann noch lange an, wenn die Influenzmaschine nicht mehr wirkte.

Von den Stellen, an denen aussen die Platten anlagen, namentlich dort, wo sich die Plattenränder befanden, gingen von der Innenwand deutliche Lichtfahnen aus, welche ein schwaches, doch unschwer erkennbares Phosphorescenzlicht an der Glaswand erzeugten; sie waren nicht etwa auf die unmittelbar den Platten anliegenden Rohrtheile beschränkt, sondern und dies scheint mir das Wichtigste zu sein. sie zogen sich weit in den erweiterten Vorderraum der Braun'schen Röhre fast bis zum Phosphorescenzschirm hinein. Selbst wenn die Röhre durch einen umgewickelten Gummistreifen vor directer Berührung mit den Platten geschützt ist, zeigen sich die Kathodenerscheinungen im Inneren, namentlich wenn Funken aus den Platten nach einer Ableitung hingezogen werden.

Bei einer Versuchsanordnung, wie sie dem oben p. 241 erwähnten Experimente des Hrn. K. E. F. Schmidt entspricht, sind diese Lichtsäulen secundären Kathodenlichtes natürlich nicht zu sehen, da sie ja dort nur gleichzeitig mit der sehr viel helleren directen Entladung des Inductoriums auftreten.

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