Table Of ContentEINFÜHRUNG
IN DIE ATOMPHYSIK
VON
PROF. DR. WOLF GANG FINKELNBURG
MIT 193 ABBILDUNGEN
SPRINGER-VERLAG BERLIN HEIDELBERG GMBH
Karl Ernst Wolfgang Finkelnburg
Bonn/Rhein, S. 6. 1905
Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten
Copyright 1948 by Springer·Verlag Berlin Heidelberg
Ursprünglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin, Göttingen Heidelberg 1948
Softcover reprint of the hardcover I st edition 1948
ISBN 978-3-662-01479-0 ISBN 978-3-662-01478-3 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-01478-3
Vorwort.
Die Atomphysik oder die Lehre von der Struktur und den auf ihr beruhenden
Erscheinungen und Eigenschaften der Materie hat für die gesamte Physik sowie
für zahlreiche Zweige der Chemie und Astronomie, der übrigen Naturwissenschaf
ten und neuerdings besonders der Technik, nicht zuletzt aber auch für die Philo
sophie eine so entscheidende Bedeutung erlangt, daß das Bedürfnis nach einer
geschlossenen, alle Gebiete der Mikrophysik einheitlich behandelnden Darstel
lung immer dringender wurde. Der heute noch an vielen Hochschulen geübte
Brauch, die Atomphysik geschlossen höchstens für höhere Semester in mathe
matischer Form durch den theoretischen Physiker, vom experimentellen Stand
punkt aber nur nach Einzelgebieten aufgespalten in Spezialvorlesungen zu be
handeln, wird der allgemeinen Bedeutung dieses Gebietes ebensowenig gerecht wie
die zahlreichen vorliegenden ausgezeichneten Werke über Atom- und Molekül
spektren, Atombau, Molekülphysik, Kernphysik und Quantentheorie, weil alle
Einzeldarstellungen die inneren Zusammenhänge zwischen diesen Gebieten zu
wenig deutlich werden lassen und damit vor allem dem Nicht-Physiker den Zugang
zur Atomphysik in unnötiger Weise erschweren. Im Gegensatz dazu ist das vor
liegende Buch aus einer dreisemestrig-zweistündigen Einführungsvorlesung in
die gesamte Atomphysik hervorgewachsen, die der Verfasser während mehr als
zehn Jahren in Karlsruhe, Darmstadt und Straßburg vor einem immer wachsen
den Kreis von Physikern und Chemikern, aber auch von Elektrotechnikern und
Vertretern der übrigen technischen sowie der biologisch-medizinischen Fächer
gehalten hat. An diesen weiten Interessentenkreis richtet sich das Buch. Es will
in möglichst einfacher Form, aber unter Wahrung der physikalischen Exaktheit,
ein anschauliches Verständnis der Grundprobleme und Ergebnisse aller Gebiete
der Atomphysik vermitteln und dabei Experiment und theoretische Deutung in
gleicher Weise zu ihrem Recht kommen lassen.
Das Buch will aber ausgesprochen eine Einführung in die Atomphysik sein.
Letzte Vollständigkeit und exakte Beweisführung, die übrigens gerade bei der
Atomphysik oft nur mit großem theoretisch-mathematischem Aufwand möglich
ist, mußten daher gelegentlich zurücktreten gegenüber einer das Wesentliche
scharf betonenden und die inneren Zusammenhänge zwischen den verschiedenen
Erscheinungen und Gebieten deutlich hervorhebenden Darstellung. Quantitative
theoretische Rechnungen mit großem mathematischem Aufwand sind in der
atomphysikalischen Forschung oft unentbehrlich, und erst die exakte quanten
mechanische Rechnung kann die Sicherheit geben, daß anschaulich erschlossene
Ergebnisse wirklich richtig sind. Trotzdem ist gerade in der Atomphysik erfah
rungsgemäß eine anschauliche Vorstellung die beste Voraussetzung zum tieferen
Eindringen in die schwierigere und besonders auch in die theoretische Literatur,
in der sonst der rote Faden nur zu leicht verloren geht. Diese Voraussetzung will
das Buch vermitteln. Da in ihm zudem keine wichtige Erscheinung der Atom
physik unberücksichtigt bleibt, soll und wird das gründliche Durcharbeiten des
Buches den Leser zum Verständnis der Spezial- und Original-Literatur befähigen
und ihm damit die Grundlage zu späterer eigener Arbeit geben. Um ein Weiter
studium zu erleichtern, wird hinter jedem Kapitel die Literatur für dieses wie auch
für einzelne Abschnitte gesondert angegeben.
Dieses Buch, das Herrn Geheimrat Prof. Dr. A. SOMMERFELD in herzlicher Ver
ehrung zum 80. Geburtstag am 6. 12. 1948 gewidmet sei, ist aus Freude an der
IV Vorwort.
Atomphysik geschrieben. Sein vornehmstes Ziel isl es daher, auch Interesse uud
Freude an der Atomphysik zu wecken. Das Buch will dem Leser daher in erster
Linie nicht handbuchmäßiges Wissen vermitteln, sondern ihm die inneren Ent
wicklungslinien der Forschung aufzeigen, ihn damit bis an die Grenzen unserer
heutigen Kenntnis heranführen und ihn dabei etwas vorn Reiz und Zauber phy
sikalischer Forschungsarbeit spüren lassen.
Den Herren Dr. K. H. HÖCKER, Dr. F. RENNER und G. VON GIERKE ist der
Verfasser für ihre Hilfe bei den Korrekturen und für manchen wertvollen Hin
weis zu Dank verpflichtet. Auch für weitere Hinweise auf Irrtümer und Ver
besserungsmöglichkeiten wird er stets dankbar sein. Für die trotz riesiger Schwie
rigkeiten möglich gemachte schnelle und gediegen ausgeführte Drucklegung sei
dem Springer-Verlag und der C. H. Beck'schen Buchdruckerei besonders gedankt.
Z. Z. Nördlingen (Bayern), Sommer 1947.
Oskar-Mayer-Str. 10
Wolfgang FinkeInburg
Inhaltsverzeichnis.
I. Einleitung.
1. Die Bedeutung der Atomphysik für Wissenschaft und Technik 1
2. Die Methodik der atomphysikalischen Forschung . . . . . 3
3. Schwierigkeit, Gliederung und Darstellung der Atomphysik 5
Literatur 7
11. Atome, Ionen, Elektronen, Atomkerne.
1. Belege für die Atomistik der Materie und der Elektrizität . . . . 8
2. Masse, Größe und Zahl der Atome. Das Periodische System der Elemente \)
a) Atomgewicht und Periodisches System . . . . . . . . . . . . . . !)
b) Die Bestimmung der LoscHMIDTschen Zahl und der absoluten Atommassen. 12
c) Die Größe der Atome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3. Belege für den Aufbau der Atome aus Kern und Elektronenhülle. Allgemeines
über Atommodelle . . . . . . . 17
4. Freie Elektronen und Ionen 21
a) Die Erzeugung freier Elektronen ......... . 22
b) Die Bestimmung von Ladung und Masse des Elektrons 24
c) Anwendungen des freien Elektrons. Elektronengeräte 28
d) Freie Ionen. . . . . . . . . . . . . . 31
5. Überblick über den Aufbau der Atomkerne 32
6. Die Isotopie ............. . 33
a) Entdeckung der Isotopie und Bedeutung für die Atomgewichte 33
b) Deutung und Eigenschaften der Isotope . . . . . . . . . . . 34
e) Die Bestimmung der Massen und relativen Häufigkeiten von Isotopen 35
d) Die Verfahren der Isotopentrennung 40
Literatur ..... 47
111. Atomspektren und Atombau.
1. Aufnahme, Auswertung und Einteilung von Spektren . . . . . . . . . .. 48
a) Spektralapparate und ihre Anwendung in verschiedenen Spektralgebieten 48
b) Emissions· und Absorptionsspektren 53
c) Wellenlängen- und Intensitätsmessungen ..... 55
d) Linien, Banden, kontinuierliche Spektren . . . . . 56
2. Serienformeln und Termdarstellung von Linienspektren 57
3. Die Grundvorstellungen und Postulate der BOIlRschen Atomtheorie 60
4. Die Anregung von Quantensprüngen durch Stöße 64
5. Das Wasserstoffatom und seine Spektren nach der BOHRsehen Theorie 70
6. Atomvorgänge und ihre Umkehrung. Ionisation und Wiedervereinigung. Kon
tinuierliche Atomspektren und ihre Deutung. . . . . . . . . . . . . . . . 76
a) Stöße erster und zweiter Art und ihre Folgeprozesse. Emission und Absorption 76
b) Stoßionisation und Dreierstoß-Rekombination . . . . . . . . . 77
c) Photoionisation und Seriengrenzkontinuum in Absorption . . . . 78
d) Strahlungsrekombination und Seriengrenzkontinuum in Emission 80
e) Elektronenbremsstrahlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
VI Inhaltsverzeichnis.
7. Die Spektren der wasserstoffähnIichen Ionen und der spektroskopische Ver-
schiebungssatz ............................ 83
8. Die Röntgenspektren, ihre atomtheoretische Deutung und ihr Zusammenhang
mit den optischen Spektren . . . . . . . . . . 87
a) Elektronenschalenaufbau und. Röntgenspektren. 87
b) Der Mechanismus der RöntgenIinienemission. . 88
c) Die Röntgenabsorptionsspektren . . . . . . . 90
d) Die Feinstruktur der Röntgenspektren und Absorptionskanten 91
9. Die Spektren der Alkaliatome und ihre Deutung. Termfolgen . 94
10. Die Spektren der Mehrelektronenatome und ihre Tcrmsymbole. Multiplizitäts-
systeme und Mehrfachanregung . . . . . . . . . . . . . . . 100
] 1. Metastabile Zustände . . . . . . . . . . . . . . . . JUli
12. Der Elektronenspin und dic Systematik der Atomzustände (Die Theorie der
Multipletts) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
13. Die atomtheoretisehe Deutung der magnetischen Eigenschaften der Atome . llG
14. Atome im elektrischen und magnetischen Feld. Richtungsquantelung und Orien-
tierungsquantenzahl . . . . . . . . . . . . . . . . 119
a) Richtungsquantelung und I'lTERN-OERLAcH-Versuch ..... . 119
h) Der normale ZEEMAN-Effekt der Ringulett-Atome ..... . 121
(') Der anomale ZEEMAN-Effekt und der PASCHEN-HACK-Effekt der Nicht-
Singulett-Atome . 122
d) Der Starkeffekt .. 124
15. Korrespondenzprinzip und LinienintensitäteIl 126
16. Die atomtheoretische Erklärung des Periodischen Systems der Elemente 129
17. Die Hyperfeinstruktur der Atomlinien. Isotopie-Effekte und Einfluß des Kernspins 139
18. Die natürliche Breite der Spektrallinien und ihre Beeinflussung durch innere und
äußere Störungen 142
Literatur ............................... 145
IV. Die quantenmechanische Atomtheorie.
1. Der Übergang von der BOHRsehen zur quantenmechanischen Atomtheorie 146
2. Der Welle-Teilchen-Dualismus beim Licht und bei der Materie. . . . . 148
3. Die HEISENßERGSche Vnbestimmtheitsbeziehung . . . . . . . . . . . 152
4. DE BROGLIES Materiewellen und ihre Bedeutung für die BOHRsche Atomtheorie 156
5. Die Grundgleichungen der Wellenmechanik. Eigenwerte und J<Jigenfunktionen.
Die Matrizenmechanik und ihr Verhältnis zur Wellenmechanik ........ 159
6. Die Bedeutung der wellenmechanischen Ausdrücke, Eigenfunktionen und Quanten-
zahlen. Spektrale Intensität und ÜbergangswahrscheinIiehkeit . . 163
7. Beispiele für die wellenmechanische Behandlung atomarer Systeme 167
a) Der Rotator mit starrer Achse. . 168
b) Der lineare harmonische Oszillator 169
e) Das H-Atom . . . . . . . . . . 171
8. Wechselwirkung gekoppelter atomarer Systeme. Austauschresonanz und Aus
tauschenergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
9. Der quantenmechanische Tunneleffekt (Der Durchgang durch einen Potentialwall) 181
10. Die FERMlsche Quantenstatistik . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 183
11. Leistungen, Grenzen und philosophische Bedeutung der Quantenmechanik 185
Literatur . lRB
Inhaltsverzeichnis. VII
V. Die Physik der Atomkerne.
1. Die Kernphysik im Rahmen der allgemeinen Atomphysik 190
2. Experimentelle Methoden der Atomkernforschung 191
a) Nachweismethoden für Kernvorgänge . . . . . . . . . 191
b) Kerngeschosse und ihre Beschleunigung . . . . . . 194
3. Allgemeine Eigenschaften und Aufbau der Atomkerne. Massendefekt und Bin-
dungsenergie . . . _ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
a) Die allgemeinen Eigenschaften der Atomkerne .. ". . . . . . 199
b) Allgemeines über Aufbau und Bindungsenergie der Atomkerne . 202
4. Natürliche und künstliche Radioaktivität und aus ihr erschlossene Kernvorgänge 203
a) Allgemeines ........ ." 203
b) Die Erklärung der y-Strahlung 205
c) Die Erklärung des (X-Zerfalls . 206
d) Die Erklärung des ß-Zerfalls . 207
e) Die künstliche Radioaktivität 209
5. Allgemeines über erzwungene Kernumwandlungen und ihren Ablauf 209
6. Erzeugung, Eigenschaften und Nachweis des Neutrons 215
7. Die Ausbeute erzwungener Kernumwandlungen ......... . 217
8. Die Uranspaltun g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
9. Thermische Kernreaktionen bei höchsten Temperaturen im Innern der Sterne.
Die Frage nach der Entstehung der Elemente . . . . . . . . . . . . . . . 222
10. Anwendungen der Kernphysik, insbesondere der künstlichen Kernumwandlungen 225
11. Aufbau und Systematik der Atomkerne ....... 227
12. Stoßvorgänge höchster Energie bei der Höhenstrahlung . 231
a) Stoßvorgänge schneller Elektronen . . . . . . . . 231
b) Das Meson, sein Verhalten und seine Stoßprozesse . 233
c) Stöße schneller Protonen und Neutronen .. 236
13. Kernkräfte und Theorie der Elementarteilchen . 237
14. Das Problem der universellen Naturkonstanten. 241
Literatur ...... . 243
VI. Physik der Moleküle.
1. Ziel der Molekülphysik und Zusammenhang mit der Chemie 244
2. Methoden der Molekülforschung. . ". . . . . . . . . . . 245
3. Allgemeines über Aufbau, Struktur und Bedeutung von Molekülspektren 250
4. Die Systematik der Elektronenterme zweiatomiger Moleküle. 252
5. Schwingung und Schwingungsspektren zweiatomiger Moleküle .... 257
a) Schwingungsterme und Potentialkurvenschema . . . . . . . . . . 257
b) Schwingungszustandsänderungen und ultrarote Schwingungsbanden 259
c) Das FRANK-CoNDoN-Prinzip als Übergangsregel für gleichzeitigen Elektronen-
und Schwingungsquantensprung .................... 260
d) Der Aufbau eines Elektronenbandensystems. Kantenschema und Kantenformeln 263
6. Zerfall und Bildung zweiatomiger Moleküle und ihr Zusammenhang mit den kon-
tinuierlichen Molekülspektren . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
a) Moleküldissoziation und Bestimmung der Dissoziationsenergie ., 265
b) Die Prädissoziation . . . . . . . . . . . . . . 268
c) Die Vorgänge bei der Molekülbildung aus Atomen . . . . . . 269
VIII Inhaltsverzeichnis.
7. Grenzen des Molekülbegriffs. VAN DER WAALs-Moleküle und Stoßpaare .... 271
8. Die Molekülrotation und die Ermittlung von Trägheitsmomenten und Kern-
abständen aus der Rotationsstruktur der Spektren zweiatomiger Moleküle 274
a) Rotationstermschema und ultrarotes Rotationsspektrum 274
b) Das Rotationsschwingungsspektrum . . . . . . . . . . 275
c) Die Rotationsstruktur der normalen Elektronenbande 276
d) Der Einfluß des Elektronensprungs auf die Rotationsstruktur 279
e) Der Einfluß des Kernspins auf die Rotationsstruktur symmetriseher Moleküh'.
Ortho- und Parawasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
9. Bandenintensitäten und bandenspektroskopisehe Temperaturbestimmung 280
10. Isotopiemessungen an Molekülspektren . . . . . . . . . . 282
11. Überblick über Spektren und Bau vielatomiger Moleküle . . 283
a) Elektronenanregung und Ionisation mehratomiger Moleküle 284
b) Rotationsstruktur und Trägheitsmomente mehratomiger Molekült, 286
c) Schwingung und Dissoziation mehratomiger Moleküle 287
12. Die physikalische Erklärung der chemischen Bindung 290
Literatur ............... . 296
VII. Der flüssige und feste Zustand der Materie vom Standpunkt
der Atomphysik.
1. Allgemeines über die Struktur des flüssigen und des festen Zustands der Materie 296
2. Ideale und reale Kristalle. Strukturempfindliche und strukturunempfindliche
Kristalleigenschaften ........................ 299
3. Der Kristall als Makromolekül. Ionengitter, Atomgitter und Molekülgitter . . . 300
4. Kristallsysteme und Strukturanalyse :301
5. Gitterenergie, Elastizität, Kompressibilität und Wärmeausdehnung von Ionen-
kristallen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
6. Überblick über Bindung und Eigenschaften des metallischen Zustands. . . . . 306
7. Kristallschwingungen und die Ermittlung ihrer Frel[uenzen aus eltrarotspektrum
und Ramaneffekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .... 308
8. Elektronenanordnung und I<Jlektronensprungspektren im Kristall. .Das Energip
bändermodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . :HO
9. Besetzte und nicht vollbesetzte 1<Jnergiehänder im Kristall. Jsolator und elektri
scher Leiter im Energiebändermodell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
10. Das Potentialtopfmodell des Metalls. Austrittsarbeit, Glühemission, Feldemission,
Berührungsspannung . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
11. Ferromagnetismus als Kristalleigenschaft 319
12. Gitterfehler, Diffusion und Ionenwanderung in Kristallen . . . 322
13. Elektronenleitung und innerer Photoeffekt in Halbleiterkristallen . :12:1
14. Absportion und Elektronenwanderung in Halogenidkristallen. Der photographische
Elementarprozeß. . . . . . . . . . .
15. Die Lumineszemr. \-nn Kristallphosphol"t'n
16. Stoßvorgänge an festen Oherfläehen
Literatur
Tabelle der für die Atomphysik wichtigsten Konstanten und Beziehungen 33:1
Sachverzeichnis 334
I. Einleitung.
Die Atomphysik in dem weiteren Sinne, in dem sie in diesem Buch dargestellt
werden soll, ist die Lehre vom Aufbau der Materie aus den letzten Elementar
teilchen sowie von deren Eigenschaften und Wirkungen; sie sucht die gesamte un
geheure Mannigfaltigkeit der stofflichen Erscheinungen unserer WeIt mittels mög
lichst weniger Elementarteilchen, allgemeiner Grundgesetze und Naturkonstanten
einheitlich zu verstehen. Diese Lehre von der "atomistischen" Struktur der Atom
kerne, Atome, Moleküle und Kristalle, d. h. der gesamten Materie, ist, obwohl ihre
Anfänge in das vorige Jahrhundert zurückreichen, doch eindeutig das Ergebnis
der Physik des 20. Jahrhunderts, an dessen Schwelle PLANCKS Entdeckung des
elementaren Wirkungs quantums hund seiner universellen Bedeutung den Beginn
der Quantentheorie markiert, die den Schlüssel zum Verständnis aller Erschei
nungen der Atomphysik lieferte, und unter deren Zeichen der überwiegende Teil
der physikalischen Forschungsarbeit unseres Jahrhunderts steht.
1. Die Bedeutung der Atomphysik für Wissenschaft und Technik.
Die neue Auffassung von der Materie und damit von den letzten Grundlagen
der Physik und Chemie, die die Atomphysik entwickelt hat, hat auch unsere
Kenntnis von zahlreichen, seit langem wohlbekannten Gebieten der Physik in
solchem Maß umgestaltet, daß man heute vielfach das um die J ahrhundertwendc
weitgehend vollendete Gebäude der Physik ohne Berücksichtigung der quanten
haften atomaren Erscheinungen als "klassische Physik" bezeichnet und ihm als
"moderne Physik" eine vom atomphysikalischen Standpunkt aus aufgefaßte Phy
sik gegenüberstellt.
Wie stark ein Zurückgehen auf die atomphysikalischen Grundlagen die ganze
Betrachtung eines Zweiges der Physik verändern und vertiefen kann, zeigte
schon im vorigen Jahrhundert der Fortschritt, den die Ergänzung der formal so
vollendeten thermodynamischen Wärmelehre durch die kinetische Wärmetheorie
darstellte, durch die überhaupt erst ein wirkliches tieferes Verständnis der der
Wärmelehre zugrunde liegenden Vorgänge erschlossen wurde. In ähnlicher Weise
hat die neuere eigentliche Atomphysik mit der Erklärung der metallischen Leit
fähigkeit eine der wichtigsten Grundlagen der Elektrizitätslehre aufgeklärt, hat
den Weg zum grundsätzlichen Verständnis der Elastizität, der Wärmeausdehnung
und ähnlicher Werkstofferscheinungen gebahnt, die Erscheinungen in der Nähe
des absoluten Nullpunkts der Temperatur verstehen gelehrt und ein ganz neues
Bild der Optik entworfen - um nur ein paar Beispiele aus den verschiedenen Ge
bieten der älteren Physik anzuführen. Dazu kommen als Ergänzung dieser nur er
weiterten und z. T. neuer und tiefer gefaßten älteren Physik die in diesem
Buch zu behandelnden neuen Gebiete der Physik der Atomkerne, Atome und
Moleküle, durch die weitgespanI(te und wichtige Gruppen von Naturerscheinun
gen erklärt und in den verstandenen Zusammenhang der Physik, das physikalische
Weltbild, eingegliedert wurden.
Aber die Bedeutung der AtomphYEik beschränkt sich nicht auf die Physik; sie
ist vielmehr entscheidend für die Entwicklung zahlreicher anderer Gebiete der
Wissenschaft und Technik, ja für unsere gesamte Weltauffassung geworden. Der
Schwesterwissenschaft Chemie hat die Atomphysik mit der Erklärung des Perio-
Finkeinburg, Atomphysik 1
2 1. Einleitung.
disehen Systems der Elemente und mit der Theorie der chemischen Bindung ent
scheidende Beiträge zur Klärung ihrer Grundlagen geliefert und mit der Molekül
physik wichtige neue Methoden der Molekülforschung entwickelt, die von ihr heute
schon in weitestem Umfang angewandt werden. Die Astrophysik kann man heute
zu einem großen Teil direkt als angewandte Atomphysik, speziell angewandte
Spektroskopie bezeichnen, und zu der mit spektroskopischen Methoden ermög
lichten Untersuchung der Sternatmosphären, -temperaturen und -entfernungen
kommt neuerdings die von der Kernphysik gebotene Möglichkeit zum Verständ
nis der Energieerzeugung in den Sternen durch exotherme Kernreaktionen, die
auch den Weg zu einem besseren Verständnis der Sternentwicklung öffnet. Kri
stallographie und Mineralogie benutzen in weitem Umfang experimentelle wie
theoretische Methoden der Atomphysik, wenn sie spektroskopisch die Zusammen
setzung und röntgenspektroskopisch die Struktur ihrer Kristalle und Mineralien
studieren und die theoretischen Ergebnisse über Atomeigenschaften und Physik
der chemischen Bindung beim Studium der Bindungsverhältnisse, besonders in
den Mischkristallen, anwenden. Die Biologie hat mit dem Elektronenmikroskop
ein Beobachtungsinstrument von ungeahnter Leistungsfähigkeit erhalten; sie be
nutzt die Beeinflussung von Organismen durch ultraviolettes Licht, Röntgen
strahlen und andere physikalische Strahlenarten in weitem Umfang zur Unter
suchung organischer Schädigungen und Mutationen und hat durch JORDANS "Ver
stärkertheorie" interessante, wenn auch teilweise noch umstrittene Anregungen
aus dem Gebiet der reinen Quantenphysik erhalten, deren Bedeutung noch schwer
abzuschätzen ist. Es scheint uns ferner sicher, daß bei der späteren physikalisch
chemischen Erklärung der autokatalytischen Vorgänge bei der Zellteilung (Chro
mosomen-Verdopplung) die Ergebnisse der Physik vielatomiger Yloleküle eine
entscheidende Rolle spielen werden. Selbst die Mathematik schließlich hat durch
die neue re Entwicklung der Quantenmechanik ganz neuartige Impulse erhalten
und ist auf die Möglichkeiten einer den diskontinuierlichen Quantenerscheinungen
speziell angepaßten, mit endlichen kleinsten Größen operierenden Mathematik
aufmerksam geworden, auf deren Entwicklung in der Zukunft man gespannt
sein darf.
Nicht anders steht es mit der Wechselwirkung von Atomphysik und Technik,
für die wir nur einige Beispiele herausgreifen wollen. Die gesamte moderne Gas
entladungs- und Lichttechnik ist praktisch angewandte Atomphysik; und das
gleiche gilt für die neue re Fernmeldetechnik und Elektronik, konnte doch die Un
zahl von technischen Elektronengeräten wie Oszillographen, Bildwandler, Fern
sehröhren, Bildtaster, Thyratrons und Radioröhren aller Art bis hin zu den schon
erwähnten Elektronenmikroskopen erst auf Grund rein wissenschaftlich-atom
physikalischer Forschung konstruiert werden. Zahlreiche Gebiete' der Elektro
technik (wir erwähnen nur Verstärkertechnik, Schalt- und Kontakttechnik) ba
sieren auf atomphysikalischen Ergebnissen, für andere geben diese Hinweise auf
Verbesserungsmöglichkeiten, wie z. B. bezüglich der in der Meßtechnik in großem
Umfang verwendeten ferromagnetischen Werkstoffe. Wenn man ferner bei der
Berechnung von Dampfkesselfeuerungen die Molekülstrahlung der Flammengas('
mitberücksichtigt, so ist die von der Molekülphysik erarbeitete Kenntnis der
Bandenspektren dafür Voraussetzung. Denken wir noch daran, daß alle Werk
stoffeigenschaften fester Körper durch zwischenatomare Kräfte bedingt sind und
daher jeder Fortschritt der Festkörper-Atomphysik (Kap. VII) sich auf diesem
wichtigen Gebiet der Technik früher oder später auswirkt, und erwähnen wir
schließlich die verschiedenen Methoden der modernen (zerstörungsfreien) Werk
stoffprüfung besonders auf spektroskopischem und röntgenoskopischem WegE'
sowie die weitgehende technische Verwendung von Photozellen und Photoelemen-
