InhaltsubcrsichtAn einem speziell gewahlten Satz ,,natiirlicher MaBeinheiten", der neben drei mechanischen und einer thermischen je eine elektrische und magnetische elementare Grundeinheit enthalt, wird gezeigt, wie die unterschiedliche GroBendefinition fiir elektrische und magnetische GroDen auf der Basis von 3, 4 oder 5 Grund-groBen sich im Bereich der Atomphysik auswirkt. Dabei ergibt sich eine einfache atomphysikalische Darstellung und Deutung der fur die 5-GrundgroBen-Auffassung der Elektrodynamik charakteristischen GroBe y.Als ,,naturliche MaBeinheiten" stellte Planck') Einheiten fur Lange, Masse, Zeit und Temperatur auf, welche er aussch'liefilich aus der Gravi tationskcmtanten f, der Vakuumlichtgeschwindigkeit c,,, dem Wirkungsquantum h und der B o l t zm a n n schen Konstanten k, d. h. lediglich aus universellen und als unveranderlich angesehenen Konstaiiten, ableitete. R u c h a r d t 2 ) wies darauf hin, daB diese Planckschen natiirlichen Mafieinheiten, deren Betrage urn viele GroBenordnungen von den in der Physik der Elementarteilchen auftretenden abweichen, diesen elementaren Betragen angepaBt werden konnen, wenn man statt der Gravitationskonstant.cn f das Produkt ?' * f einfuhrt; dabei bedeutet y' eine dimensionslose Konstante von der GroiBenordnung loLo, die in .kosmologischen Betrachtungen J, als Maljzahl des Weltalters gegeniiber einer geeigriet gewlihlten Elenientarzeit erscheint. J o r d a n 3 ) begrundete ein ahnliches System von natiirlichen MaBeinheiten niit einer Elementarlange, einer Elenientarmasse, einer Eleinentarzeit und einer Elementartemperatur als Grundeinheiten, welches er aus dem ,,klassischen" Elektronenradius r, und den Konstanten c,, h und k entwicke1t.e.Diese versckiedencn Systeme entbalten nur Elemente der mechanivchen und bhermischen Erscheiiiungen, nanilich nebeii der Elementartemperatur lediglich drei mechaiiische (eine geometrische, eine kineinatische und eine dynamische) Grundeinheiten. Die GesetzniaBigkeiten der Elektrodynamik konnen also in diesem Rahinen nur in mechanistischer Beschreibung, d. h. auf der Basis von 3 GrundgroDen dargestellt werden. ' Entsprechend der heute sich anbahnenden 5-GrundgroBen-Auffassung der Elektr~dynarnik~) waren bei Einbeziehung der Vorgliiige iin elektromagnetischen Peld den geradc genannteii 4 Elenientareiuheiten noch eine elementare elektrische uad eine elementare magiietische Grund-I ) bl. P l a n c l r ,
Fiir eine sp~tere Diskussion der Zahlenwerte fiir die Atomkonstanten e, elm o, h werden die wesentlichen Gesichtspunkte beslorochen und zusammengestellt. Einmal haben neue experimentelle E~gebnisse friihere Unstimmigkeiten beseitigt. Zum anderen wird auf die Notwendigkeit hingewiesen, experimentelle Ergebnisse zun~chst eindeutig so anzugeben, wie sie gemessen wurden, und nich~ dutch die verschiedensten Umrectmungen auf andere Gr6Ben in anderen Mal3systemen abzu/~ndern; die hierdurch sich fiir den Vergleich verschiedener iVfel]resultate ergebenden Schwierigkeiten kfinnen erst durch nachtr~gliehe Zurfickfiihrung auf die urspriinglich gemessenen GrSl~en beseitigt werden. Welter erscheint eine Angabe aueh der Zahlenwerte fiir die Atomkonstanten in internationalen elektrischen Einheiten erwiinscht, soweit elektrische Gr61~en in diese eingehen. Schliel]lieh wird eingehend 'der Fragel~komplex Pehlergrenze --wahrscheinlicher Fehier mit besonderer Berficksichtigung der hierdurch fiir das Atomkonstantenproblem auftretenden und aufgetretenen Schwierigkeiten behandelt. Dahei werden diese beiden verschiedenen Auffassungen und die ffir ihre Anwendung vorgebrachten Argumente gegenfibergestellt. 17erner werden die in dem Glauben an den wahrscheinliehen Fehler als ein ,,objektives" Fehlerkriterium aus rein formal-mathematischen Rechenoperationen abgeleiteten ,,besten" Werte ffir die Atomkonstanten herausgestellt und allgemeine SehluBfolgerungen auf die Giiltigkeit grunds~tzlicher Gesetzm~i~igkeiten diskutiert. Veto Standpunkt der experimentellen Messung, durch die n~herer KufschluB fiber die Atomkonstanten erwartet werden darf, erscheint die Benutzung der Fehlergrenze angebracht. ~ber die Kenntnis der Zahlenwerte fiir die atomaren Konstanten e, elm o und h und die weehselseitigen Beziehungen zwisehen ihnen sind im Laufe der Jahre eine ganze Reihe yon eingehenden Untersuehungen 1) *) Gleichzeitig gehen zwei weitere VerSffentlichungen unter den Titeln ,,Die Umrectmungsfaktoren yon internationalen au~ absolute elektrisehe Einheiten" bzw. ,,Die atomaren Konstanten e, e/m o und h" in Druck, die in den folgenden tteften dieser Zeitschrift (ZS. f. Phys. 121, H. 1/2, 1943 bzw. ebenda 121, H. 3/4, 1943) erscheinen werden. 1) Siehe z.
Im I. Tell wird auszugsweise eine ~berarbeitung des Atomkonsmnrenproblems wiedergegeben. Dabei werden eingehender behalldelt: Die spezifische Molekfilzahl _3f L in Zusammenhang mit den Arbeiten yon STRAUMANIS fiber die Beimengungen in den fiir die Gitterkonstantenbestimmungen benutzten optisch reinen Kalkspatkristaller/, die spezifische Ionenladung F in Hinblick auf eine yon BIRGE durchgeffihrte Diskussion dieser Konstanten, die h/e-Bestimmufag unter Berficksichtigung neuerer Untersuchungen yon OI~LIN und yon Du~/J[oND und Mitarbeitern. Ffir die tibrigen Hilfsgr6Ben, atomaren Grundkonstanten und spektroskopischen Hauptkonstanten werden unter EinschluB der allgemeinen Gaskonstanten Re und der BOLTZMANxschen Entropie konstanfen k die derzeit vertretbaren Ergebnisse zahlenm~Big angegeben. Ira II. Tell werden fiir eirie Auswahl der wichtigsten in der Atom-und 1Kernphysik auftretendeI1 Gr6Ben und Konstanten Zahlenwerte entwickelt. Diese sind als eln in sich konsistenter Satz yon Werten aus der Yakuumlichtgeschwindigkeit co, der Induktionskonstanten /~0, der allgemeinen Gaskonstanten R0, der spe.zifischen Molekfilzahl NL, der spezifischen fonenladung F, der spezifischen Elektronenladung e/me, der RYDBERG-Konstanten Roe und den Isotopengewichten der leichten Teilchen abgeleitet worden. Im tII. Tell wird das Problem der Umrechnung zwischen einigen atom-und kernphysikalischen EnergiemaBen --wie Elektronenvolt. Sekunde -1, Meter -z, Tauselldstelmasseneinheit und Temperaturgrad --und den mechanischen und elektrischen Energieeinheiten behandelCIn drei voraufgegangenen Ver6ffentlichungen ~ wurde das 'Problem der Atomkonstanten nach neuen und dort ausftihrlich dargelegten Gesichtspunkten grunds~tzlich und zahlenm~Big behandelt.In der vorliegenden Arbeit 2 werden zun~chst unter'Berficksichtigung neuerer Ver6ffentlichungen und MeBergebnisse einige Erg~nzungen gegeben. Weiterhin sollen einem wiederholt ge~uBerten Wunsche entsprechend Zahlenwerte fiir eine Reihe yon in der Atom-und Kernphysik h~ufig gebrauchten Gr6Ben mitgeteilt werden, welche sich wesentlich * Herrn Prof. Dr. R, W. POHL zum 60. Geburtstag in dankbarer Verehrung. 1 STILL]~, U.: Z. Phys. 120, 703 (1943); 151, 34, 133 (1943). 2 Diese wurde bereits im Jahre t944 in der Z. Phys. gesetzt. ])as betreffende tIeft gelangte jedoch aus guBeren Grfinderx nicht mehr zutr Ver6ffentlichung. Unter Berfieksichtigung von in der Zwischenzeit bekanntgewordenen neueren Ver6ffentlichungen zu diesem Thema und fertiggestellten eigenen Arbeiten ist das damalige Manuskript iiberarbeitet und erggnzt worden.
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