Beeinflussung „polarisierter“ Elektronenstrahlen durch Magnetfelder

4 2 2 Kurze Originalmltteilungen. wiDie Natur- ssenschaften

welcher alle sichersfen Ergebnisse in diesem Gebiete zusammengestell t werden. Im allgemeinen werden dabei zwei Atomvertei lungen vorgeffihrt, diejenige in der Erdrinde nnd in Meteoriten. Dabei zeigen diese beiden F~lle ffir gewisse Atomnummern sehr bedeutende Diskrepanz.

Um die Genauigkeif des gesamfen Brides der Atom- verfeilung zu beurteilen, ist es daher sehr wichtig ~est- zustellen, inwieweit eine solche Diskrepanz einen gesetz- m~Bigen Charakter ha t und nichf durch zuf~llige Ur- sachen hervorgerufen ist.

Znr L6sung dieser Frage ist es m6glich, den Weft

l g ( N ~ A , - lg ( N ~ A ) = l g ( ~ ) .

als Funkt ion yon der Atomnummer Z daxzustellen. N I i s t hier die Atomh~ufigkeit in der Erdr inde und N 2 in Meteoriten. Die entsprechende Kurve I in Fig. I stellt

N, II , f! ,,

~ ¢0 go 8O Z

Fig. i. Kurve i : Logarifhmus des Verh~ t n i s s e s - ~ .

Kurve 2: Atomvolumina der Elemente.

diese Abh~ngigkeit graphisch dar. In derselben Figur isf auch die bekannfe Kurve der Afomvolnmina dar- gesfellt (Kurve 2). Es isf ohne weiferes die Ahnlichkeit beider Kurven zu ersehen, was dadurch erkI~rt werden kann, dab w i r e s an~ der Erdoberfl~che haupts~chlich mi t Elementen tdeinerer Dichte zu tun haben. Es isfi auch mSglich, den periodischen Gang der Kurve x eingehender zu untersuchen und mit den periodischen Eigenschaften der Atome zu vergleichen. Doch wfirden solche Untersuchungen aus dem Rahmen dieser Mittei- lung fallen.

Jedenfalls zeigt alles Gesagte, dab die Diskrepanz in der Atomvertei lung in der Erdrinde und in Mefeoriten keine zufMlige ist. Somit finder man eine Besf~tigung der Richtigkeit der Atomvertei lungsfunktion in ihr selbst.

Moskau, Staatliches elektrofechnisches Experimen- fal inst i tut , R6ntgentechnische Abteilung, den 4. M~rz I931. G.I. POKROWSKI. W.K. KORSUNSKI.

B e e i n f l u s s u n g ,,polarisierter" E l e k t r o n e n s t r a h l e n d u r c h M a g n e t f e l d e r .

Vor kurzem erhietf der eine yon nns 1 mif Kathoden- strahlen, die an Gold gestreut wurden, durch Beugung an einer Gotdfolie DEBYE-Sc~RRER-Kreise, welche eine sehr ansgeprXgte ungleichf6rmige Schwarzung ent lang der ~nBeren Kreise zeigfen. So stieg die Schw~zung entlang des ~ #~o-14Lreises yon einem Minimum his zu einem diametraI gegenfiberliegenden Maximum und

x E. RuPP, Naturwiss. I9, Io9 (I93I).

war stets symmetrisch in bezug auf den durch Minimum und Maximum festgelegten Durchmesser des Kreises. Dabei betrug das SchwArzungsverhfdtnis yore Maximum zum Minimum ungef~hr 2 : i.

Man wird erwarten, dab der beobachfefe ungleich- f6rmige Schw~rzungsverlauf durch eine besondere Ver- teilung der Elekfronenspinkomponenten im einmal gesfreuten St rahl bedingt istK Um N~heres fiber diese Verteilung zu erfahren, kann m a n nun so vorgehen, dab man auf den Kathodens t rah l zwischen , ,Polarisafor" und, ,Analysa tor" ein zum Strahl senkrechtesMagnetfeld einwirken l~Bt und die Wirkang auf die Schwarzungs- verteilnng des DtgBYE-Sc~ERRER-Kreises beobachtet . Wenn man s taff solcher t ransversaler Felder ein Iongitudinales Feld anwendet, so kann man yore Versuch einen AufschIuB fiber die Spinvertei lung n icht erwarten. Die "Wirkung eines longitudinalen Feldes schien uns abet in anderer Bezielmng inferessant. Es wurden folgende Versuche angestellt.

Ein Elekfronenstraht yon 22o kV wurde zun~chst an einem Goldreflektor un te r 9 °0 Streuwinkel ab- gelenkt. Die so reflektierten Elektr0nen durchliefen auf einer Wegstrecke yon 5 em L~nge ein Ivlagnetfeld in Richtung der Kraftl inien, wurden dann ein zweites Mal gestrent, indem sie eine Goldfolie durchsfrahlfen. Die du t ch Beugung an der Goldfolie ents tehenden DEBYB-SCHERRER-t~reise wurden photographier t . Die Anordnung war his an t die Stromspule, die zur Er- regnng des Magnetfeldes zwischen Reflekfor R (dem Polarisafor) nnd Folie F (dem Analysator) dienfe, die- selbe, die schon in e iner Irfiheren Zuschrift beschrieben ist ~. Fig. I zeigt die erhal tenen Beugungsringe.

Magnetfeld o. Fig. I , Mitre. Am ~uBeren Kreis erkennt man deutl ich die nngleichf6rmige Schw~rzung entlang des Kreises. Das Schw~rznngsverhEltnls Maximum zu Minimum befr~gt nngef~hr 2 : i. Der Schw~rzungsverlauf ist in bezug auf den Durchmesser, der die Stellen minimaler und maximaler Schwiirzung verbindet, augenscheinlich symmetrisch. Das Mini- mum liegt links.

Magnetfeld 530GauB, Fig. I, reclits. Das angegebene Magneffeld isf der fiber den Weg yon 5 cm erstreckte Mittelwert eines nicht vollkommen homogenen Feldes. Der Schw~rzungsverlauf ist als Ganzes a m nngef~hr 90 ° verdreht , das Minimum liegt je tz t unfen,

Magnetfeld --53oGauB, Fig. I, links. Das Minimum der Schw~rzung Iiegt je tz t oben, AuI die A n ~ a h m e ohne Magnetfetd bezogen isi: der Schw~rzungsverlauf wieder um 90 ° verdreht , jedoch im umgekehr ten Sinne wie vorhin.

Magnetfeld 270 und --27o GauB. Die Drehnng des Schwhrznngsverlaufes betragf 45 bzw. --45 °.

Bei einem Magnetfeld yon 520 GauB, das auI einer Wegstrecke voi1 2,8 cm einwirkt, wurde eine Drehung yon etwa 45 ° festgestellt.

Die Drehung des Sehw~rzungsverlaufs erfolgte stets in dem Sinne des Stromumlaufs in der Magnetspule (Stromriehtung vom positiven zum negativen Pol).

Diese ]3eobachfungen zeigen also~ dab im longitudi- nalen Magneffeld eine Drehung des Schw~rznngs- verlaufs anftr i t t , deren Betrag der magnetischen Feld- st~rke nnd der im magnetisehen Feld durchlaufenen Wegstrecke angen~hert proport ional ist, wobei der Drehsinn dem Drehsinn der Pr~zession eines Elek- tronenkrelsels im Magnetfeld entspricht .

1 Der Leser dieser Zeitschrift finder die optischen Analogien der Etektronenpolarisafion dargestell t bei A. LAND£, Naturwiss. I7, 634 (1929).

Z E. RUPP, IOC. cir., Fig. I,

Heft 20. ] zS. 5, x93IJ

Knrze 0riginalmitteilungen. 423

Es ist aus Symmetriegrfinden yon vornherein klar, dab es ffir die Schw~rzungsverteiIung nicht auf die Spinkomponenten in der Bewegungsrichtung an- kommt, sondern dab die Sehw~rzungsverteilung dutch die Spinverteilung in der zur Bewegungsrichtung senk- rechten Ebene bestimmt sein muB. Da im longitudina- Ien Feld diese Spinverteilung sich als Gauzes nm die Strahlrlchtung entsprechend der Pr~zessionsdrehung eines Elektronenkreisels im magnetischen Feld herum- drehen wird, mug man eine entspreehende Drehung der Schw~rzungsverteilung erwarten.

Effek±es an f '7o% des tdassiscl~en Wertes erniedrigt. Die photographischen Aufnahmen Iiefern in der Tat diesen erniedrigten Wert.

Die relativistische ,,Zeitdilatafion" h~tte sich be- kanntlich sclion als eine Rotversehiebnng im trans- versalen Dopplereffekt bei Kanalstrahlen i~uBern k6nnen; der Effekt ist jedoch bei den bisher ver- wendeten Kanalstrahlgeschwindigkeiten so klein, dab er sich der Beobachtung entzogen hat.

Um t~ber die Spinverteilung im Elektronenstralil etwas zu erfahren, muf3 man, .wie bereits erw~bnt,

- 530 - 2 7 0 O +270 + 530 GAUSS

Fig. I. Drehung der unsymmetrischen Reflexion dureh ein tongitudinales Magnetfeld (22o kV. Wirksame LRnge des Magnetfeldes 5 cm).

Far einen ruhenden Elektronenkreisel, auI den w~hrend der Zeit t e in Magnetfeld H einwirkt, w~re die Winkelverdrehung 9 infolge der Pr~zessionsbewegung gegeben dutch

2 ~ t

~0

*o ist die Pri~zessionsperiode. Ihr Wert ist gegeben durcli

Nach der speziellen Relativit~tstheorie ist der I_.uuf

einer bewegten Uhr um den Faktor I -- ~ verzSgert.

Dies gilt natt~rlich unabh~ngig yon der besonderen Beschaffenheit der Uhr, und man mul3 erwarten, da tier pr~zedierende Elektronenkreisel ja auch eine ,,Uhr'" darstellt, dab die Pr~zessionsperiode z des in der Richtung des magnetischen Feldes bewegten Elektrons um den entspreehenden Faktor gr6ger ist als die PrAzessionsperiode z 0 des in demsetben Felde ruhenden Elektronsl. Es i s t

~O

- - 1 / V 2

I / Durchfliegt ein Elektron in einern Magnetfeld in Richtung des Feldes die Strecke 1 mit der Geschwindig- keit v, so wirl~t das Magnetfeld darauI w~hrend der

1 Zeif t . . . . . . , und die zu erwartendeWinkelverdrehung ist

v

Ffir Elektronen, die 220kV durchlaufen liaben, w~re die Winkelverdrehung wegen dieses relativistischen

x An sich mi~Bte man das Magnetfeld mittrans- formieren; doch bleibt im Iolgenden besonderen Fall des longitudinalen Feldes das Feld bei der Trans- formation s~eng unge~ndert.

transversale Magnetfelder anwenden. Am besten ver- wendet man ein gekreuztes elektrisches und magnetisches Feld, die aufeinander so abgestimmt sind, daB, yore mitbewegten System aus betrachtet, kein elektrisches Feld vorhanden ist. Der Kathodenstrahl erfiihrt dann keine Ablenktmg im Feld. Solche Versuche sind in Vorbereitung.

Berlin, AEG.-Forschuugsinstitut, den io. M~rz 1931. E . a u P P . L . SZILARD,

Die I n t e n s i t g t m i t o g e n e t i s c h e r S t r a h l u n g u n d das Z u s t a n d e k o m m e n des m i t o g e n e t i s c h e n Effektes .

Der yon RAJEWSKI gelieferte physikalische Nacli- weis mitogenetischer Strahlung I enth~lt auch quanti- tat ive Angaben fiber die Intensit~t biologischer Strah- iungsquellen, die noch viel geringer zu sein scheint, als sie y o n CI tARITON, FRANK und ~ANNEGII~SSER auf Grund ihrer Erfahrungen mit physikalischer Quelle als Schwellenwert ft~r die Here berechnet wurde.

Obwohl es sich vorl~ufig wohl nnr um Feststellung der GrSBenordnung der emittierten Strahlung handeln dfirfte, scheinen doch diese Befunde enorme, ja auI den ersten Blick unt~berwindliche Schwierigkeiten unserer Auffassung des biologischen mitogenetischen Effektes zu bereiten. Ich halte es daher ftir angezeigt, einige neuere experimentelle Befunde und an dieselben ge- knflpfte theoretische Uberlegungen zu bringen, die mir als geeignet erscheinen, ein befriedigendes Gesamt- bild des Zustandekommens des mitogenetischen Effektes in dem am besten erforschten bielogischen Detektor -- der Agarhefekultur --, trotz der verschwindend ge- ringen IntensitAt biologischer Strahlnng, zu geben.

Es wurde in unserem Laboratorium in verschieden- ster Weise der Nachweis erbracht, dab die Hefekultur (wie ~brigens auch die Zwiebelwurzel) eine Anzahl Zellen enthi~lt, die man als ,,Sekund~rstrahler" be- zeichnen kann. Es siud dieses Zellen, die ihr Teilungs-

io Jahre Forschung auf dem physikalisch-medi- zinischen Grenzgebiete. Bericht des Insti tutes Ifir physikalisctle Grundlagen der Medizin (F. DESSAUER) in Frankfurt a .M. 1931.