Durchgang und Reflexion langsamer Elektronen an Metallen

Heft ] 2o. t7. 5. x9~9

Zuschriften.

Theoretisch liegt die Sache sehr einfach. Auf Grund der Vorstellungen der alten Quantentheorie gaben schon H . A . I~.RAlVLERS nnd W. HEISENBERG 1 die Iolgende IntensitXtsformel ft~r die ,,Smekalsprfinge", die iibrigens anch identisch nach den neueren Methoden gefunden wird:

~ + r (P~)

I ~ Z ( ~ o (P]~) (~ ~J~o (kq)) ~J~o (/~ q) (~ ~)~o (P ~)) ~

wo ~ die Amplitude des elektrischen Vektors und v die Frequenz des einfallenden Lichtes, r 0 (pq) und v+l (pq) bzw. ~J~o(Pq) und [l~.l(pq) die Frequenz und Mo- mentanamplitude des beim.,fJbergang" p ~--~ q spontan ausgestrahlten bzw. gestreuten Lichtes darstellen. ~J~(qp) ist konjngiert komplex zu ~J~(pq) und ~(qp) = - r(pq). Die Summe ist fiber alle m6glichen stationAren Zust~nde k des Molekfils auszuffihren. Ffir q = p hat man das seit TYNDALL bekannte ,,pri- mate" (ohne FrequenzXnderung) gestreute Licht. Aus der Formel ist zn ersehen, dab a priori keine unmittel- bare Beziehung besteht zwischen der ,,Intensit~t" ]gJl0 (Pq) I ~ einer Absorptionsstelle und der entsprechen- den Streus±rahlung Igj~51 (pq)[2.

Unter gewShnlichen experimentellen !3edingungen wird mit sichtbarer Frequenz best rahl t ; der Anfangs- zustand p ist der Elektronen- und der Oszillations- grundzustand des Molekfils; der Endzustand q ist auch der Elektronengrundzustand, entspricht aber meistens dem ersten angeregten Oszillationsniveau.

Als Resultat einer Diskussion der obigen Formel, die in der zeitschrift ffir Physik erscheinen soll, ergibt sich ganz allgemein ffir zweiatomige Molekfile (v sicht- bar), dab die IntensitXten der sekund~ren (RAMA~) und der prim~ren (TYNI)AI.I~) Streustrahlung sich ver- halten wie die kleinste Frequenz des Rotationsspek-

/* " I, Tr~gheitsmoment 1 zu der Oszil. t rum V , - e ~ g i , t

lationseigenfrequenz v s des Molekfils (also ein Ver- hMtnis yon ca. IO -2 his io-3). Dies gilt ffir die um die Frequenz v~ verschobene sekundAre Linie; ffir die um die Oberfrequenz nv, verschobene IAnie wird das Verh~ltnis um die entsprechende Gr6Benordnung

(v~) ~ kleiner. Dieses scheint wohl mit Ergebnis

den Resultaten yon J. C. Mc LE~NAN und J. H. Mc L~OD ~ fibereinzustimmen; sie fanden nAmlich in flt~ssigem Sauerstoff mid Stickstoff eine starke sekun- d~ire Linie ffir n = I und eine schwache ffir n = 2.

Leipzig, M~rz 1929. C. MANNEBACK.

D u r c h g a n g u n d R e f l e x i o n l a n g s a m e r E l e k t r o n e n a n M e t a l l e n .

Beim Durchgang langsamer Elektr0nen (4 o - 4 Volt) durch dfinne Metallfilme wurden ft~r die verschiedenen Metalle charakteristische Absorptionsmaxima gefunden, wenn man nut diejenigen Elektronen miBt, die die Folie ohne wesentliche Geschwindigkeitsverhste durehlauien habem Dieselben Maxima treten auch bet Reflexion langsamer Elektronen an den gleichen Metaltoberfl~chen auf. Ein Beispiel der Ergebnisse gibt Fig. I ffir die Elemente der Kupferreihe.

Z. Physik 3 I, 68I (1925). 2 Nature (Lond.) 1929, 2 Febr.

365

J In Fig. I b e d e u t e t : A = x - - - - w e n n J 0 = a u f d i e

J0 ' Metalloberil~iche auftreffende Elektronen und J = ohne Gesehwindigkeitsverlust durchgegangene Elektronen; /~ = Verh~lhlis der ohne Geschwindigkeitsverlust reflekfier*en Elektronen zu den auftreffenden Elektro- nen; R und A in willkfirlichen Einheiten; V = Ge- schwindigkeit der auftreffenden Elektronen in Volt.

Man erkennt: I. die Absorptionskurven der Metalle ffir langsame Elektronen zeigen Maxima, die Itir das MetatI charakteristisch sind. 2. Die Maxima der Ab- sorption werden in Reflexion bet den gteichen Volt- geschwindigkeiten wiedergefundem Die kteinen Ver- schiebungen, bis zu t Volt, sind wohI als verschiedene Kontaktpotentiale bet IReflexion gegenfiber Absorption zu erkliiren.

A C~ A 9 Au

j ,A

/ 0 15 30 0 15 30 0 15 90 VoI~

17 Cu Ag Au

0 f5 30 0 ¢5 30 0 75 30 Volf

Fig. I.

A = Absorption [ R = Reflexion j langsamer Elektronen.

Diese Gesetzm~iBigkeiten treten bet alien unter- suchten Elementen der verschiedenen Vertikalreihen des periodischen Systems auf. Die Lage der Maxima ist praktisch unabh~ingig vomWinkel zwischen Faraday- Mifig und Folie.

Man finder also hier fflr Elektronen das optische Ge- setz wieder : Was gut absorbiert, reflektiert auch gut bet gleicher Energie des Elementarteilchens (Lichtquant oder Elektron).

Die Identifizierung der Absorptionsmaxima (bzw. Reflexionsmaxima) mit bekannten Gr6Ben des Atoms ist noch nicht m6g]ich. Wahrscheinlich handelt es sieh um die Absorptionsbande'n der ~uBeren Dispersions- elektronen der Metallatome, die vielleieht in ihrer Volt- lage durch das Gitter etwas modifiziert sind. Es w~re daher zu erwarten, dab man die gleichen Absorptions- banden (bzw. Reflexionsbanden) bet den der I~lektro- nenenergie entsprechenden ultravioletten ~Vellen- l~ngen wiederfinden wird, falls nicht innere Gitterfelder eine gesetzm~Bige Verschiebung der elektrisch ge- messenen zu den optisch gemessenen Banden hervor- rufen.

Eine eingehende VerOffentlichung der Ergebnisse erfolgt anderenor*s.

Berlin-Reinickendorf, Forschungs-Insti tut der AEG, den 9. M~rz 1929. E. RuPP.

D i e e l a s t i s c h e S t r e u u n g yon E l e k t r o n e n in A r g o n u n d der R a m s a u e r e f f e k t .

Unter elastischer Strenung yon Elektronen ver- stehen wir die Streuung ohne merklichen Energie- verlust. Diese lfd3t sich nach der yon FAX£N und dem

27*