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1) 5. i h e r lmch,tewden ele7ctriuche.n WZwd;

vow E. W a r b u r y .

von dunklen Raumen umgebene Sterne sich zeigen. Man erkennt in diesen Erschei- nungen den bekannten polaren Unterschied wieder, welchen Anode und Kathode in den luftverdunnten Rlumen GeiB l e r scher Rohren zeigen. In der Tat ist der ieuch- tende Stern an den negativen Spitzen- kammen nichts anderes , als das negative Glimmlicht der GeiWlerschen Rohren, welches bei dem grogen atmospharischen Luftdruck und der kleinen Stromstarke in einen winzigen Raum sich zusammenzieht.

5 2. Etwas anders und der vorge- -C tragenen Auffassung auf den ersten Blick

1) E. Warburg, Ann. d. Phys. 2. p. 306. 1900.

6 1. An einer Influenzmaschine unterscheidet man leicht die positiven von den negativen Spitzenkammen durch die auftreten- den Lichterscheinungen, indem von den positiven Kammen lange Riischel ausgehen, wahrend an den negativen sehr kleine helle,

nutzten Apparate sind nach Einrichtung und Fullung in 10 meiner dritten Mitteilung beschrieben. l) Die Spitze S befand sich (Fig. 1) in der Achse des zur Erde abgeleiteten Platinzylinders C, das Ganze in dem Glasgefass G. Durch einen Hochspannungs- akkumulator erhiilt man, wie dort gezeigt, bei dem erzielteri Grade der Sauerstoff freiheit bei einem Spitzenpotential von

1) E. Warburg, Ann. d. Phys. 2. p. 306. 1900.

widersprechend ist die Lichterscheinung an negativen Spitzen in trockenem Stickstoff, welcher unter dem atmosphkischen Druck steht und durch gliihendes Kupfer von Sauer- stoff befreit ist. Die zu den Versuchen be-

Leuchtender elektrischer Wind. 181

ist, in der Richtung dieser Axe verlauft, zeit- weise ruhig stehend, zuweilen kaum wahrnehm- bar oscillierend. Die Erscheinung erinnert etwas an einen positiven Buschel. Doch liegt ein ganz anderes Gebilde vor.

8 3. An den Zylinder wurde (Fig. 2) ein engeres Rohr A B l) angesetzt. Im verdunkelten Zimmer sah man alsdann, wie der Lichtpinsel

t

ob aus einem Rohr, das man ein wenig hin- und herbewegt, ein mit Rauch impragnierter Gas- strahl austrate.

8 4. Unter dem zur Erde abgeleiteten Zylin- der, ip einer Entferiiung von 2,2 cm von seinem

Leuchtender elektrischer Wind. 181

- 2500 Volt verhaltnismiiBig starke Strome von ungefiihr 0,5 Milliampere, wobei an der Spitze der § 1 beschriebene helle Stern sich zeigt. Doch bemerkt man bei aufmerksamer Beobachtung, dafi von diesem Stern ein feiner Lichtpinsel aus- geht, welcher, wenn urn die Achse des Apparates alles symmetrisch

in das Rohr A B hineinlief, wobei er sich von der Spitze an, wo er als feine leuchtende Linie erschien, mehr und mehr verbreiterte und bis auf eine Entfernung von 7,5 cm von der Spitze sicht- bar blieb. Die in S 2 erwahnten Oszillationen des Pinsels, welche in der Nahe der Spitze iiur klein sind, treten in A B in vergrossertem ,Ma& stabe auf, wobei der Pinsel eine wellenformige Gestalt annimmt. Man hat den Eindruck, als

unterenRand ist(Fig. 3) ein kreisrundesDrahtnetzN aus Platin von 3 cm Durchmesser angebracht, 0,6 cm darunter eine ebensogroBe Platinplatte P. Im verdurikelten Zimmer aieht man erutens, daB der Licht- pinsel das auch zur Erde abgeleitete Drahtnetz N durchdringt. Ferner war die Spitze unabsichtlich nicht genau nach der Achse des Rohres gerichtet, was ziir Folge hatte, dass der Lichtpinsel etwas schief gegen die Achse gerichtet war. Beim Hin- und Heroszillieren des Lichtpinsels geschah es nun zu-

1) Die PlatindrLhte p , und pe (vgl. Q 9) sind bierbei iiberfliissig. Jn den Figg. 2-4 irjt das zur Fiillung dienende Rohr weggelsssen.

182 E. Warburg.

weilen, daB er an dem Netze N und an der Platte P vorbei- ging; dann sah man, dass eine leuchtende Wolke fortgeschleudert wurde und an den Wanden des Rohres in der Richtung des Pfeiles bei f entlang floB.

Nach diesen Versuchen ist es kein Zweifel, dab man in dem Pinsel leuchtenden elektrischen Wind vor sich hat.

5 5. Im Dunkeln sieht man, daB das Gas nach Offnen cles Stromes nachleuchtet ; die Dauer dieses Nachleuchtens kann bis zu zwei Sekunden betragen.

Solches Nachleuchten wird gewohnlich direkt, l) d. h. nach Oeffnung des Stromes , bei atmospharischem Luft- druck nicht bemerkt , sondern meist nur in gasverdunnten Raumen, z. B. in GeiBlerschen Rohren. Ich habe fruher gezeigt , daB das Nachleuchten eine Begleiterscheinung einer nach Aufhoren des Stromes eintretenden chemischen Ver- anderung des Gasinhaltes darstellt, nicht eine Begleiter- scheinung einer elektrischen Entladung. In der Tat, offnet man ein GeiBlersches Rohr, dessen Inhalt im Nachleuchten begriffen ist, an dem einen Ende gegen die Atmosphare, so erscheint am anderen Ende ein heller Lichtblitz, indem die leuchtende Materie zusammengepreBt wird. 9

Demnach ist die Entstehung des Lichtpinsels folgender- maBen zu erklaren. Das au der Spitze gleichnamig mit dieser elektrisierte Gas wird durch die elektrische &aft an der Spitze fortgetrieben (elektrischer Wind); es hat an der Spitze durch den Strom eine chemische Veranderung erlitten und diese bildet sich auf dem Wege des fortgetriebenen Gases unter Nachleuchten zuruck; so bleibt das fortgetriebene Gas oder der elektrische Wind auf seinem Wege durch ein Phanomen des Nachleuchtens eine Zeitlang sichtbar.

5 6. Es fragt sich, ob der leuchtende elektrische Wind eine nachweisbare Elektrizitatsmenge mit sich fuhrt.

1) Die vou Heinr. Hertz beobachteten, die Flaschenentladung be- gleitenden Strahlen werden auch durch Nachleuchten sichtbar ; diese Strahlen treten nach Hertz auch in Gasen von Atmosphilrendruck in die Erscheinung, allerdings Bind sie hier nur einige Millimeter lang und sehr unscheinbar. (H. Hertz, Wied. Ann. 19. p. 84. 1883.)

2) E. Warburg, Arch. sc. phy3. 12. p. 504. 1884.

Leuchtender elektrischer Wind. 183

Urn dies zu prufen wurden zuniichst in dem Apparate Fig. 3 nacheinander der Zylinder C, das Netz N, auf welchem der Pinsel spielte, und die Platte P, welche er nach Durch- dringung des Netzes traf, uber das Galvanometer zur Erde abgeleitet, wobei die iibrigen Metallteile jedesmal direkt zur Ehde abgeleitet waren. Bei einem Spitzenpotential von - 3080 Volt ergaben sich die von C, N und P aufgenommenen Strome bez. gleich 705; 25; 1,13. l o q 6 Amp. Ob der Pinsel

Fig. 3.

'1% nat. Grosse. Fig. 4.

1/3 nat. Grosse.

iiberhanpt eine nachweisbare Elektrizitiitsmenge mit sich fiihrt, kann nach dieser, Angaben nicht entschieden werden, jeden- falls ist dieselbe kleiner als

des ganzen von der Spitze ausgehenden Stromes. In dem Bpparat Fig. 4 schlieBt das Platinnetz N an die

Zylinderwand an. PI und P. sind bez. ein Platindraht und eine Platinplatte. Der Lichtpinsel tritt durch das Netz hin- durch und ist etwa 2 cm hinter diesem als weiBe Wolke sicht- bar, zuweilen scheint er die Platinplatte zu erreichen.

184 E. H’arburg.

Bei einem Spitzenpotential von - 3000 Volt betrug cler Strom von der Spitze zum Zylinder 750, zum Netz ~422.10 -6 Amp. Wurden C und N direkt, PI und Pz zusammen uber das Gal- vanometer zur Erde abgeleitet, so zeigte das ohne Neben- schluB gebrauchte Galvanometer, in welchem ein Skalenteil 1,s. 10-9 Amp. entsprach, in einem Fall gar keinen Strom, in einem anderen Fall einen von 3 Skt. oder 0,0045.10-6 Amp. an.

Aus diesen Versuchen geht hervor, daB der Pinsel, wenn er iiberhaupt Elektrizitat fuhrt, eine Menge fiirdert, welche einen sehr kleinen Bruchteil des ganzen von der Spitze aus- gehenden Stromes betragt. Die elektrische Konvektion durch den elektrischeri Wind ist also eine geringfiigige Begleit- erscheinung des eigentlichen Spitzenstromes.

7. Wie verhalt es sich nun mit der Natur der im Pinsel nachleuchteiiden Substanz? Das Spektrum des Lichtpinsclg wird in der Nahe der Spitze durch ein geradsichtiges Prisma leicht und mit Scharfe als ein Linienspektrum erkannt, und zwar als eine teilweise Fortsetzung des Linienspektrums, welches der an der Spitze leuchtende Stern liefert; von einigen Linien des Sternspektrums im Blau war die Fortsetzung im Pinsel- spectrum nicht zu erkennen. In dem Apparat Fig. 2 konnte man mittels eines vor das Rohr A B gesetzten Spaltes fest- stellen, da6 auch das breite Band, zu welchem der Pinsel in A B sich erweiterte, dasselbe Linienspektrum gab.

Das Spektrum des Sternes wurde mit dem Spektralapparat aufgenommen, wobei Hr. Dr. Mar t ens mir behulflich war; es wurde die Anwesenheit der Linien 471, 460, 449, 428, 420 yp konstatiert, welche Angs t rom und Thalt5n an der Kathode in verdiinntem Stickstoff beobachtet haben ; au6erdem noch einige andere Linien, z. B. 435, 407, 403. Diese drei Linien finden sich iibrigens auch an der Kathode des Rohres vor, in welchem ich das Kathodengefalle des von Sauerstoff befreiten Sticlistoffs bestimmt habe und in welchem Natrium zugegen ist.l)

0 8. Gleichwohl ist der stark entwickelte Lichtpinsel (8 3) und das nach Stromijffnung beobachtete Nachleuchten (5 5 ) nicht dem reinen Stickstoff zuzuschreiben.

Znnachst zeigte es sich, da6 der Lichtpinsel in verschie-

1) E. Warburg, Wied. Ann. 40. p. 9. 1890.

Leuchtender clektrisches. Find. 1 a5

denen Bpparaten in sehr verschiedener Stiirke sich entwickelte. Zuweilen war er gleich nach dem Abschmelzen der Apparate unscheinbar, nahm aber mit der Zeit zu, wahrscheinlich infolge von verunreinigenden Gasen, die aus den Wanden oder den Elektroden frei wurden.

Das Nachleuchten zeigt den Charakter der Phosphoreszenz und man weif3, da8 Phosphoreszenz in reinen Substanzen, wenn iiberhaupt, jedenfalls nur schwach auftritt.

Bei der Glimmentladung tritt stnrkes Nachleuchten in schwach verunreinigtem Sauerstoff auf, in welchem es ein kon- tinuierliches Spektrum zeigt. Doch zeigt das Nachleuchten in atmospharischer Luft nach J. J. Thomson ein Linien- spektrum. l)

Bei der Spitzenentladung in Wasserstaff von atmosphari- schem Druck konnte in den beschriebenen Apparaten weder ein Lichtpinsel noch Nachleuchten nach Offnen des Stromes beobachtet werden ; auch bei der Glimmentladung in ver- diinntem Wasserstoff wird letzteres nicht bemerkt.

g 9. Auf Grund dieser Tatsachen war zu vermuten, (la13 das Auftreten des Lichtpinsels und des mit, demselben zu- sammenhangenden Nachleuchtens nach Stromoffnung trotz der Reinigung des Stickstoffs durch gluhendes Kupfer an die Gegen- wart einer Spur von Sauerstoff gebunden sei. Um diese Ver- mutung zu priifen , habe ich versucht, durch Einwirkung von metallischem Natrium einen hijheren Grad der Sauerstoff- freiheit zu erzielen. Dasselbe 13% sich in viillig reinem Zu- stand durch den fruher von mir zu demselben Zwecke be- nutzten elektrolytischen ProceB in die Apparate einfuhsen. Die Methode kann hier, wo das Gas nicbt, wie bei den alteren Versuchen, unter dem Drucke von einigen Millimetern Queck- silber, sondern unter dem vollen Atmospharendruck steht, folgendermaBen angewandt werden. In den Fortsatz A B (Fig. 2) schmilzt man einen 0,5 mm dicken Platindraht pr ein, an welchen ein 0,25 mm dicker Platindraht p , an- geschaeiBt ist; an diesen ist in der Geblaselampe eine Spitze S angezogen worden. Bringt man nun d B in Natriumamalgam, welches man auf 200-220° erhitzt, und leitet den Strom des

1) J. J. T h o m a o n , Phil. Mag. ( 5 ) 32. p. 335. 1891. 2) E. Warburg, Wied. Ann. 40. p. 1. 1890.

186 E. Farburg.

Hochspannungsakkumulators yon dem Natriumamalgam durch das Glas zur Spitze, so schiebt man von auBen nach innen Natrium durch das Glas hindurch, welches auf der Innenseite des letzteren in Form von weiB glhnzenden Kiigelchen zum Vorschein kommt. Bei 200-220° wurden so mittels 2280 Ele- menten unter Einschaltung von Jodkadmiumwiderstanden Strome yon 1- 2,5 Milliamp. erhalten, wobei die Potentialdifferenz zwischen Spitze und Natriumamalgam 2200-2900 Volt betrug. Die Milliamperestunde liefert 0,86 mg Natrium.

In den Apparat Fig. 2 wurden nun durch 6stiindige An- wendung eines Stromes von 2,25 Milliampere 11,6 mg Natrium eingefiihrt, wobei das Licht an der Spitze S die Natriumlinie sehr hell zeigte. Der Lichtpinsel, welcher von der Spitze S ausging, wenn der Strom vom Platinzylinder P zur Spitze S geleitet wurde, war hierdurch weder an Helligkeit noch an Lange reduziert worden; er erstreckte sich tief in das Rohr A B hinein, und auch das Nachleuchten nach Offnen des Stromes trat ein.

Nunmehr wurde der untere, Natrium enthaltende Teil A B i n einem Thermostaten 9 Stunden lang auf 320° erhitzt und dadurch infolge der auftretenden Warmekonvektionsstrome das Gas mit dem hoch erhitzten Natriummetall behandelt. Dies hatte zur Folge, daB nach Abkiihlung auf Zimmertemperatur der Lichtpinsel nur auf etwa 2 cm von der Spitze sichtbar blieb und das Nachleuchten nach Stromoffnung fortfiel.

Diem Behandlung wurde noch einmal 4 Stunden lang wiederholt; es trat eine weitere Schwiichung des Lichtpinsels ein, aber ganz zum Verschwinden kam er nicht.

Nach diesen Versuchen riihrt das Nachleuchten nach Strom- offnung und der stark entwickelte Lichtpinsel von der Gegen- wart einer Spur Sauerstoffs her. Da es nach thermodynamischen Prinzipien unmoglich ist, durch irgend ein Reduktionsmittel den Sauerstoff vollig zu entfernen, so liegt kein Grund vor, den nach der Behandlung mit heiBem Natrium librig gebliebenen kleinen Rest des Lichtpinsels dem reinen Stickstoff zuzuschreiben. Welches das chemische Produkt ist, das, durch den Strom gebildet und folgeweise der Wirkung des Stromes entzogen, unter Lichtentwickelung sich zuriickbildet, kann nicht an- gegeben werden.

Leuchtender elektriscfier Wind. 187

5 10. Wahrend der Apparat in Gegenwart von Natrium im Thermostaten erhitzt wurde, beobachtete man folgendes :

1. Der Strom an der Spitze S zeigte die Natriumlinie sehr hell.

2. Zuweilen schoB ein 1-2 cm langer, goldgelber, sehr heller Lichtpinsel aus dem Stern hervor und blieb einige Zeit lang bestehen; im Spektrum dieses Pinsels konnte mit Sicher- heit nur die Natriumlinie beobachtet werden. E s ist moglich, da5 das Nachleuchten im Lichtpinsel hier von der Rildung oder dem Zerfall einer Natrium-Stickstoffverbindung herriihrt.

3. Die Stromstarke vom Platinzylinder nach S war groBer wahrend der Erwarmung als nach der Abkiihlung, was wohl von der Gegenwart gut leitenden Natriumdampfes an der Spitze herriihrt. Z. B. war die Stromstarke bei der Temperatur 300° von A B 1,47 , sls der Apparat Zimmertemperatur hatte 1,19 Milliampere, wobei in beiden Fallen das Spitzenpotential - 1470 Volt betrug.

5 11. Bei hohereni Sauerstoffgehalt - wenn der Stick- stoff nicht mit gluhendem Kupfer behandelt wird - ist von dem Pinsel nichts zu bemerken. Da er nach der Sauerstoff- entziehung durch Natrium sehr schwach ist, so miissen bei einer gewissen sehr kleinen Sauerstoff beimengung die Be- dingungen fiir seine Entstehung am giinstigsten sein , sowie auch ein gewisser kleiner Wert einer fremden Reimengung (2. B. Wismutsalz) zum Schwefelcalcium die starkste Phosphores- zenz desselben hervorbringt.’)

Vermehrter Sauerstoffgehalt wirkt jedenfalls schadlich dadurch, daB er das Zustandekommen starker Strome hindert; ob dieselbe Stromstarke bei kleinerem Sauerstoffgehalt die Erscheinung hervorbringt, bei grijBerem nicht, konnte ich nicht mit voller Sicherheit entscheiden.

9 12. Wahrend nach friiheren Ermittelungen3 Sauerstoff- entziehung durch gliihendes Kupfer in Stickstoff das negative Minimumpotential erheblich herabsetzt, die Stromstirke bei negativer Spitze erheblich vergro5ert , hat die weitere Sauer- stoffentziehurig durch Natrium , welche das Nachleuchten be-

1) Lecoq d e Boisbaudran, Compt. rend. 103. p. 629. 1886. 2j E. Warburg, Ann. d. Phys. 2. p. 306. 1900.

188 E. Warburg. Leuchtender elektrischer Wind.

seitigt, einen solchen EinfluB nicht mehr. Vor und nach der Rehandlung mit Natrium fand ich das negative Minimum- potential gleich 1460 Volt, die Stromstarke bei demsel ben Spitzenpoteritial kaum geandert.

5 13. In der Literatur begegnet man zuweilen der An- schauung. dab der elektrische Strom, welcher von einer Spitee

C

Fig. 5. nat. Griiese.

zu einer gegenuberstehenden Erdelekirode flieBt , durch den elektrischen Wind be- f6rdert wird. Obgleich diese Anschauuiig durch die Versuche des 8 6 widerlegt wird, so schien es doch nicht ohne Tnteresse, die Enden des von der Spitze ausgehenden Stromes an der Zylinderwand, welche die Spitze in den angewandten Apparaten um- gibt, aufzusuchen. Zu dem Ende wurde der Apparat Fig. 5 benutzt, in welchem die Spitze S sich in dem GlasgefaB G be- findet. Dieses wurde ganz in Natrium- amalgam von 220° gebracht und nach Q 9 Natrium durch das Glas hindurch geschickt, indem die Spitze S als Kathode im Gase diente. Dabei werden die Stromenden im Gase an der Glaswand durch Natrium- ausscheidung sichtbar. Nachdem fiinf Stun- den lang ein Strom von ungefahr 1,9 Milli- ampere gewirkt hatte, war der Teil A B C von G von einem Natriumspiegel bedeckt.

Wahrend also der elektrische Wind sehr nahe der Achse ver- liiuft, erfullt der elektrische Strom einen korperlichen Wiiiltel, weloher die Halbkugel iibertrifft.

Her ingsdor f , 10. August 1902. (Eingegangen 16. Oktober 1902.)