Die Radioaktivität PDF
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Die Radioaktivität. Von E. Rutherford, D. Sc., f. R. S., f. R. S. c., Professor der Physik an der Me Gill-Universität zu Montreal. Unter Mitwirkung des Verfassers ergänzte autorisierte deutsche Ausgabe von Professor Dr. E. Aschkinass, Privatdozent an der Universität Berlin. Berlin. Verlag von J ul i us Spri nger. 1907 ISBN 978-3-642-51298-8 ISBN 978-3-642-51417-3 (eBook) DOI 10.1007/978-3-642-51417-3 Softcover reprint of the hardcover 1s t edition 1907 Vorrede zur deutschen Ausgabe. Im Laufe der letzten Jahre sind zahlreiche Publikationen gröfseren Umfangs erschienen, in denen die merkwürdigen Eigenschaften der radioaktiven Substanzen zusammenfassend beschrieben werden. Unter allen diesen Werken nimmt Rutherfords "Radioactivity" unstreitig die erste Stelle ein. Was dieses Buch vor anderen auszeichnet, ist insbesondere die konsequent durchgeführte logische Verknüpfung sämt licher beobachteten Tatsachen mit Hilfe der vom Verfasser zuerst aufgestellten, ebenso kühnen wie fruchtbaren Theorie vom Zerfall der Atome. Hierzu kommt, dafs der Gegenstand an keiner anderen Stelle eine gleich erschöpfende und übersichtliche Behandlung erfahren hat. Es war daher begreiflich, dafs in deutschen Besprechungen vielfach dem Wunsche nach einer Übersetzung des ausgezeichneten Werkes Ausdruck gegeben wurde. Mit der vorliegenden Bearbeitung, der die vor Jahresfrist erschienene zweite Auflage des englischen Originals zugrunde liegt, soll diesem Wunsche Rechnung getragen werden. Im Texte wurden keine wesentlichen Änderungen vorgenommen. Kleinere Irrtümer und Druckfehler, die mir auffielen, habe ich im Einverständnisse mit dem Verfasser berichtigt. Hinzugekommen ist eine Reihe von Anmerkungen, in denen über die wichtigsten Resultate der neuesten Untersuchungen auf dem Gebiete der Radioaktivität be richtet wird. Herr Ru t her f 0 I' d war so gütig, selbst dengröfsten Teil dieser Ergänzungen zur deutschen Ausgabe beizusteuern; sie sind durch Kursivdruck als Zusätze besonders gekennzeichnet worden. Bekanntlich stammt die herrschende Nomenklatur in der Lehre von der Radioaktivität grofsenteils von englischen und französischen Autoren. Die Verdeutschung der von diesen eingeführten Ausdrücke war hie und da mit einigen Schwierigkeiten verknüpft. In der ein schlägigen Literatur unseres Sprachgebietes begegnet man leider nicht selten einer Terminologie, die geeignet ist, zu Mifsverständnissen Anlafs zu geben und bisweilen selbst gegen elementare Regeln der deutschen Sprache verstöfst. Ich erwähne beispielsweise den Gebrauch * IV Vorwort. der Worte " Aktivität " und " Induktion" zur Kennzeichnung radio aktiver Sub s t an zen; ferner die offenbar sinnentstellende Wort verbindung "induzierte Thoriumaktivität" usw. Ich habe mich in diesem Buche bemüht, derartige Fehler im sprachlichen Ausdrucke zu vermeiden, ohne indessen die Anlehnung an die englischen Bezeich nungen preiszugeben. Berlin, September 1906. E. Aschkinass. Vorwort zur ersten (englischen) Auflage. Nur wenige Jahre sind seit der Entdeckung der Radioaktivität verflossen. Dennoch hat sich unsere Kenntnis von den Eigenschaften der radioaktiven Substanzen in dieser kurzen Zeit aurserordentlich schnell entwickelt und, in zahlreichen wissenschaftlichen Zeitschriften verstreut, ist bereits eine umfangreiche Literatur dieses neuen For schungsgebietes entstanden. In dem vorliegenden Werke habe ich mir die Aufgabe gestellt, nach einheitlichen physikalischen Gesichts punkten eine erschöpfende und zusammenfassende Darstellung der gesamten Erscheinungen zu geben, die uns bei der Untersuchung der radioaktiven Körper entgegentreten. Diese Erscheinungen sind ungemein komplizierter Natur, so dars man genötigt ist, ihrer Beschreibung eine Theorie zugrunde zu legen, um die zahllosen einzelnen Tatsachen, deren Kenntnis wir der experi mentellen Forschung verdanken, in übersichtlicher Weise miteinander yerknüpfen zu können. V orzügliche Dienste leistete mir in dieser Beziehung die Annahme, dars sich die Atome der radioaktiven Sub stanzen in einem spontanen Zersetzungsprozesse befinden. Diese Vorstellung ermöglicht es nicht nur, alle bekannten Erscheinungen in einen Zusammenhang zu bringen, sondern sie hat auch bereits in vielen Fällen der Forschung die Bahnen gewiesen, die zu neuen Er kenntnissen führten. DemgemäCs wurde in diesem Buche jene Dp,saggregationstheorie in ,veitem Umfange zur Deutung der Beobachtungsergebnisse heran gezogen und in ihren logischen Konsequenzen weiter verfolgt. Die schon früher gewonnene Einsicht in den Mechanismus der Elektrizitätsleitung in Gasen hat wesentlich dazu beigetragen, dars sich nnser Wissen auf dem Gebiete der Radioaktivität so rasch ausbreiten konnte. Eine der Wirkungen, die von den Strahlen der aktiven Körper hervorgerufen werden, besteht nämlich darin, in gasförmigen Medien elektrisch geladene Träger, Ionen, zu erzeugen. Gerade dieser Effekt lieferte eine zuverlässige quantitative Methode zur Untersuchung der VI Vorwort. Eigenschaften jener Strahlen sowie des Verlaufs der radioaktiven Um wandlungs prozesse ; er ermöglichte es ferner, die verschiedenen hier in Betracht kommenden Zahlengröfsen mit erheblicher Genauigkeit zu bestimmen. Unter diesen Umständen schien es angebracht zu sein, an be sonderer Stelle eine knappe Darstellung von den elektrischen Eigen schaften der Gase zu geben, soweit die Kenntnis der einschlägigen Tatsachen zum Verständnis der Beobachtungsresultate erforderlich war. Erst nach der Niederschrift des betreffenden Abschnittes erschien das "Werk von J. J. Thomson: "Conduction of Electricity through Gases". In diesem Buche hat der Gegenstand eine ausführliche und erschöpfende Behandlung gefunden. Im dritten Kapitel werden die Untersuchungsmethoden beschrieben, die sich nach den vom Verfasser und von anderen Experimentatoren gesammelten Erfahrungen für genaue Aktivitätsmessungen am besten eignen. Diese Schilderung dürfte für solche Leser von einigem Nutzen sein, die auch die Praxis der Forschungsmethoden auf dem Gebiete der Radioaktivität kennen zu lernen wünschen. Macdonald Physics Building, Montreal, Februar 1904. E. Rutherford. Vorwort zur· zweiten (englischen) Auflage. Es bedarf wohl einiger Worte der Rechtfertigung, dafs ich schon nach Jahresfrist eine zweite Auflage erscheinen lasse, die so viel l1eues Material enthält und in der Anordnung des Stoffes so wesent liche Änderungen aufweist, dafs das Buch nunmehr eine ganz andere Gestalt angenommen hat. Ich mufste mich dazu entschliefsen , weil gerade in dem letzten Jahre eine aufserordentlich grofse Zahl wichtiger Untersuchungen über die Eigenschaften der radioaktiven Substanzen veröffentlicht wurde, so dafs ein blofser Neudruck kein richtigeR Bild von dem augenblicklichen Stande der Forschung gegeben haben würde. Neu hinzugekommen sind vor allem drei Kapitel, in denen die Theorie der Umwandlungsreihen vollständig entwickelt und zur Ana lyse der eigenartigen Zersetzungsvorgänge , die sich in den Radio elementen abspielen, verwertet wird. In der ersten Auflage wurde die Desaggregationstheorie im grofsen und ganzen nur zu einer allgemeinen Erklärung der radioaktiven Erscheinungen herangezogen. Seither hat sie sich indessen weiter Vorwort. VII bewährt als wertvollstes Hilfsmittel zur Erforschung der Beziehungen zwischen den zahlreichen Substanzen, die durch "Gmwandlung der Radioelemente entstehen. So hat sie uns Aufschlufs gegeben über den Ursprung des Radiums, des Radiobleis, des Radiotellurs und des Poloniums. Mit einer Unzahl verschiedenartiger Tatsachen, zwischen denen vielfach keinerlei Beziehungen zu existieren schienen, hat uns die experimentelle Forschung seit der ersten Entdeckung der Radio aktivität im Jahre 1896 bekannt gemacht. Alle diese Erscheinungen werden nunmehr durch jene Theorie zu einem zusammenhängenden Ganzen verbunden. Zahlreich sind die Fälle, in denen die neueren Untersuchungen die Theorie in auffallender vVeise bestätigten, und oft genug war sie imstande, nicht nur in qualitativer, sondern auch in quantitativer Hinsicht die mannigfaltigen Beziehungen zwischen den verschiedenen Eigenschaften der radioaktiven Substanzen zu klären. Die Lehre von der Radioaktivität bildet heutzutage ein selbständiges Gebiet der Naturwissenschaft, von welchem breite Pfade einerseits zur Physik, andererseits zur Chemie hinüberführen. Auch die Abschnitte, die von der physikalischen Natur und den Wirkungen der Strahlen handeln, sowie das Kapitel über die radio aktiven Emanationen sind in der neuen Auflage beträchtlich erweitert worden. Dahingegen konnte, wenn der ursprüngliche Charakter des Werkes gewahrt bleiben sollte, nur mit wenigen vVorten auf die phy. siologischen Effekte der Strahlung eingegangen werden, obwohl bereits eine reiche Literatur dieses Gegenstandes existiert. Ebenso mufste ich mich, um den Umfang des Buches nicht übermäfsig anschwellen zu lassen, darauf beschränken, aus der grofsen Zahl von Abhandlungen, die über die Aktivität der natürlichen Ge'wässer, der Quellsedimente und Erdarten erschienen sind, lediglich eine kurze Zusammenstellung der wichtigsten Beobachtungsresultate zu geben. Von weiteren Ergänzungen seien einige dem zweiten Kapitel ein gefügte Abschnitte genannt, welche die Einwirkung äufserer elektrischer und magnetischer Kräfte auf das in Bewegung begriffene Ion, das eigene magnetische Feld des letzteren und die Bestimmung der Masse und Geschwindigkeit der Kathodenstrahlteilchen zum Gegenstande haben. Ein Anhang A enthält die Ergebnit-:se einiger neuerer U nter suchungen über das Verhalten der a.-Strahlen, die bei der Fertig stellung des Haupttextes noch nicht zum Abschlufs gediehen waren. Hieran schliefst sich endlich ein Anhang B, in dem sich einige An gaben finden über das geologische Alter, die wichtigsten Fundorte und die chemische Konstitution der radioaktiven Mineralien. Die an dieser Stelle angeführten Daten verdanke ich meinem Freunde Dr. Boltwood in New Haven, der selbst die meisten dieser Mineralien auf ihren Uran- und Radiumgehalt hin untersucht hat. Für diejenigen VIII Vorwort. Leser, die der Frage nach den Beziehungen zwischen den verschiedenen radioaktiven Substanzen und ihren inaktiven Umwandlungsprodukten weiter nachzugehen beabsichtigen, dürfte jene Übersicht über die ak tiven Mineralien nicht ohne Wert sein. Mein Streben war darauf gerichtet, in diesem Werke eine mög lichst erschöpfende Darstellung des vorliegenden Gegenstandes zu geben. Begreiflicherweise war dies keine leichte Aufgabe, da ja fast täglich neue Arbeiten auf dem Gebiete der Radioaktivität zur Ver öffentlichung gelangen. Daher mufste der Text auch noch während der Drucklegung immer wieder aufs neue einer Durchsicht unter zogen werden. Me Gill University, Montreal, 9. Mai 190.5. E. Rutherford. Inhaltsverzeichnis. ~eite Kapitel I. Die radioaktiven Substanzen 1 11. Die Ionisation der Gase. ;)2 In. Mefsmetboden ..... . 85 " IV. Die physikalische Natur der Strahlen. 111 V. "Wirkungen der Strahlen ...... . 208 " VI. Kontinuierliche Erzeugung radioaktiver Materie. 227 VII. Radioaktive Emanationen. 248 VUT. Erregte Radioaktivität . . 305 IX. Theorie der Umwandlungsreihen 335 X. Die Umwandlungsprodukte von Uran, Thorium und " Aktinium. . . . . . . .. ..... ;)56 XI. Die Umwandlungsprodukte des Radiums 383 XII. Die Energieentwickelung . 433 XIII. Radioaktive Prozesse. . . 4S2 " XIV. Atmosphärische Aktivität. Die Radioaktivität als all gemeine Eigenschaft der Materie 514 Anhang A. Eigenschaften der «-Strahlen 555 B. Die radioaktiven Mineralien. 568 " Abkürzungen derTitel mehrfach zitierter Zeitschriften. Ann. (1. Plzys. = Annalen der Ph.l'sik, hrsgeg. von Drude. Leipzig. Ber. d. D. Ollem. Ges. = Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft. Berlin. C. B. = Comptes Rendus des Seances de l'Academie des Sciences. Paris. Cllem. Nezes. Chemical News. London. Phil. "Mag. = Philosophical Magazine and Journal of Seience. London. Phil. Trans. = Philosophical Transaetions of the Royal Society of London. Phys. Rec. = Physical Review. New York. Physik. Ztschr. = Physikalische Zeitschrift. Leipzig. Prac. Call1b. Phil. SOG. = Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. Cambridge. PrOG. Boy. Soc. = Pl'oceedings of the Royal Society. London. Wied. A.nn. = Annalen der Physik und Chemie, hrsgeg. von Wiedemann. Leipzig.
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