Untersuchungen über die Bewegung des Brennflecks auf der Kathode eines Quecksilberdampf‐Niederdruckbogens. (Mit 24 Abbildungen)

1 Mit Hilfe von Zeitlupenaufnahmen eines Hg‐Niederdruckbogens wird bei höheren Stromstärken eine Aufteilung der kathodischen Entladung in einzelne Brennflecke gefunden. Dabei beträgt die statistisch schwankende Stromstärke eines einzelnen Flecks im Mittel etwa 6,7 A. (Kap. II a.) 2 Die Unruhebewegung eines einzelnen Flecks entspricht rein formal der Brownschen Bewegung eines kleinen Teilchens in einem ebenen Gas. Das für die Molekularbewegung gültige Gesetz, daß das mittlere Verschiebungsquadrat des Teilchens der Beobachtungszeit proportional sein muß, läßt sich auch auf die zufällige Brennfleckwanderung anwenden. Da das Verschiebungsgesetz auch noch bei den kleinen Beobachtungszeitintervallen von 4 · 10 −4 s die Verhältnisse richtig wiedergibt, muß man annehmen, daß der zeitliche Abstand der den Brennfleck ungeordnet umlenkenden Vorgänge um mindestens eine Zehnerpotenz geringer ist als diese kürzeste Beobachtungszeit. (Kap. II b.) 3 Auf den Brennfleck wird ferner bei geeigneter Form der Entladungsstrecke eine Richtkraft ausgeübt, die ihn in eine der Verkürzung der Bogensäule entsprechende Richtung treibt. (Kap. II c.) 4 Es wird vermutet, daß diese Richtkraft mit dem Steenbeckschen Minimumprinzip ursächlich zusammenhängt und daß sich die Häufigkeitsverteilung des Brennflecks über den Kathodenquerschnitt durch einen Boltzmann‐Ansatz beschreiben läßt, dessen Exponent durch das Verhältnis einer mit der Brennspannung monoton steigenden Funktion zur thermischen Unordnungsenergie gegeben ist. (Kap. III a.) 5 Statistische Messungen der Häufigkeitsverteilung auf einer ebenen Kathode im Zusammenhang mit der Brennspannungsverteilung ergeben, daß diese Annahme (Abs. 4) nicht zu Recht besteht. (Kap. III b c). 6 Der an einer linearen (in einer Richtung stark ausgedehnten) Kathode gemessene Zusammenhang zwischen der örtlichen Häufigkeitsverteilung des Brennfleks und den zugehörigen Brennspannungswerten läßt sich sehr genau durch einen Boltzmann‐Ansatz wiedergeben. (Kap. III d e.) 7 Die zwischen den Exponenten des Boltzmann‐Ansatzes, der Diffusionskonstanten des Brennflecks und seiner Driftgeschwindigkeit nach der Theorie der statistischen Schwankungserscheinungen bestehenden Zusammenhänge erweisen sich für den Fall der linearen Kathode als befriedigend erfüllt. (Kap. IV.) 8 Ohne Zuhilfenahme weiterer Annahmen ist eine Deutung der bisherigen Meßergebnisse durch des Minimumprinzip nicht möglich. ( Kap. V.) 9 Durch Untersuchung des Einflusses von transversalen Magnetfeldern aud die Driftgeschwindigkeit des Brennflecks wird auf den Feldeinfluß des Entladungsstromes geschlossen. Berücksichtigt man einen von J.Stark gefundenen Effekt , bei dem der Brennfleck vom transversalen Magnetfeld im elektrodynamisch falschen Sinne abgelenkt wird, so lassen sich die Meßergebnisse allein durch die Wirkung des magnetischen Eigenfeldes der Entladung deuten. (Kap. VI.)