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Es werden die Ionisierungsvorgange, die beim Anlegen von Stosspannungen an Drahten und Spitzen in verschiedenen Gasen (H2, N2, Luft, CO2) entstehen, in der Nebelkammer sichtbar gemacht.

The energy spectrum of electrons scattered inelastically at cleavage surfaces of silicon and germanium into Bragg reflection spots differs from that obtained by transmission by low lying characteristic energy losses. The dependence of their intensity on the order of the diffraction spots, on the surface roughness, and on the angle near the diffraction spot shows that they are due to surface plasma oscillations. The transmission energy spectrum is mainly due to the excitation of volume plasma oscillations.

Startet eine Elektronenlawine an der Kathode einer Entladungsstrecke, so leitet sie eine Entladung ein, deren Entwicklung je nach der Grose des Produktes aus Druckp und Elektrodenabstandd in verschiedener Weise vor sich geht. Bei kleinenp ·d-Werten ( ∼ 1000 Torr · cm) vor sich gehendenKanalaufbau, fur den die Mitwirkung der „Eigenraumladung“ der Lawine charakteristisch ist. Diese Eigenraumladung bewirkt, das die Lawine von einer bestimmten „kritischen“ Verstarkung an, bei der das Feld der Eigenraumladung vergleichbar mit dem angelegten Feld wird, nicht mehr miteαx (α=const) weiterwachst, und das die Lawine ihre Geschwindigkeit betrachtlich erhoht (sogenannter „anodengerichteter“ Kanal). Das Zurucklaufen zur Kathode wird den Ionen dadurch erspart, das ihr starkes Raumladungsfeld die durch die gasionisierende Strahlung in der Umgebung gebildeten Photoelektronen hereinzieht und somit einen Entladungsschlauch zwischen Lawinenkopf und Kathode in Form des „kathodengerichteten“ Kanals herstellt, in einer Zeit, die erheblich kleiner als die Dauer eines Ionisierungsspieles ist. — Mit Hilfe dieser beiden typischen Aufbauarten, deren Auftreten von dem jeweiligenp ·d-Wert abhangig ist, wird das vorliegende Versuchsmaterial geordnet und diskutiert: Es lassen sich die Versuche bei kleinen Drucken sowie die Versuche bei Atmospharendruck und geringen Abstanden (∼ 0,1 cm) bei Feldstarken gleich und nur wenig groser als die statische Durchschlagfeldstarke eindeutig dem Townsend-Aufbau zuordnen (Fall I). Die Experimente bei Atmospharendruck und mehr sowie Abstanden von 1 cm und mehr dagegen verlaufen bereits im Gebiet des Kanalaufbaues (Fall II). Eine ausfuhrliche Betrachtung des Kanalaufbaues ergibt die Aufstellung einer Zundbedingung an Stelle der in diesem Gebiet ungultigen Townsendschen Zundbedingung, die die gemessenen statischen Durchschlagfeldstarken annahernd wiedergibt. Gleichzeitig ergibt sich im Bilde der Kanalentwicklungen eine Erklarung fur die gegenuber dem Townsend-Aufbau erheblich kurzeren Aufbauzeiten bei hohen Drucken (∼ 10−7 sec gegen 10−4 sec), da nureine Elektronenlawine den Elektrodenraum zu durchlaufen hat, um die auserst schnell verlaufende Kanalentladung einzuleiten. Bei Verwendung von Uberspannungen erreicht die Elektronenlawine schon vor der Ankunft an der Anode ihre „kritische“ Verstarkung, d. h. sie schlagt in kurzerer Zeit in die Kanalentwicklung um, so das die Aufbauzeit mit zunehmender Uberspannung abnimmt, wie die kathodenoszillographischen Untersuchungen ergeben hatten.

Oszillographische Beobachtungen an einzelnen Elektronenlawinen groser Tragerzahlen (>108) zeigen, das nach Ablauf der Elektronenlawine ein Stromanstieg („Kanal“) erfolgt, der zum Durchschlag fuhrt. Diese Erscheinung ist deutlich verschieden von dem Prozes der Nachlieferung durch kathodischen Photoeffekt. Verwendet man Uberspannungen, so verkurzt sich die Zeit zwischen dem Ende der Elektronenkomponente und dem Kanaleinsatz („Kanalentwicklungszeit“). Die Erklarung dieser Oszillogramme erfolgt auf Grund der Vorstellungen vom Kanalaufbau.

Im Gegensatz zu Rontgenstrahlen treten bei Reflexion von monochromatischen Elektronenstrahlen an Einkristallflachen eine grosere Anzahl von Reflexionspunkten in Form eines Kreuzgitters auf, woraus zu schliesen ist, das das Auflosungsvermogen der Punktreihe parallel zum Strahl den Wert von etwa 10 fur Elektronenwellen nicht ubersteigen kann. Hier liegt ein Versagen der wellenkinematischen Theorie vor, welches in der starken Wechselwirkung der Elektronenstrahlen mit dem Kristallgitter begrundet ist. — Es ergibt sich eine genaue Methode zur Messung der inneren Potentiale; letztere haben in den bisherigen Fallen immer positive Werte gezeigt. Weiter werden Intensitaten verglichen und Abweichungen beobachtet, die sich mit Hilfe der dynamischen Theorie deuten lassen.

Es wird der Nachweis erbracht, das ein Funke (in H2, Luft oder O2) eine Strahlung aussendet, die das Gas (H2, Luft oder O2) zu ionisieren vermag. Die Beobachtung erfolgt in der Nebelkammer, in der die Photoelektronen, die durch die kurzwellige Strahlung (800 bis 1000 A) des Funkens im Gas ausgelost werden, durch Stosionisation zu einer Elektronenlawine verstarkt werden. Die Abnahme der Dichte der Nebelspuren mit wachsendem Abstand von der Funkenstrecke erlaubt die Messung der Absorptionskoeffizienten dieser Strahlung. Sie ergeben sich fur Luft zu μ760≅ 2 cm−1, fur H2 zu μ760≅ 0,8 cm−1 und fur O2 zu μ760≅ 5 cm−1. — Eine solche gasionisierende Strahlung wird ebenfalls von Gleitentladungen sowie im Vorstadium des Funkens von den sogenannten „Vorentladungskanalen“ erzeugt. Es wird auf die Bedeutung der gasionisierenden Strahlung fur den Ubergang der Elektronenlawine in den Funkenkanal hingewiesen. Die hier beobachtete Strahlung scheint, wie ein Vergleich der Absorptionskoeffizienten zeigt, mit der in einer Zahlrohrentladung entstehenden kurzwelligen Strahlung identisch zu sein. — Eine so kurzwellige Sonnenstrahlung wurde bis in die Ionosphare eindringen konnen, um deren Leitfahigkeit zu erzeugen.

Using a high-gain image intensifier and a pulsed discharge gap, electron avalanches are photographed by means of the light emitted as a result of excitation processes by electron impact accompanying ionisation. — Principle and sensitivity of the method are briefly discussed. Electron drift velocities in nitrogen are measured, and the range of mean energy of agitation of electrons is derived from the photographs taken. Preliminary data have also been obtained for argon.

Non radiative surface plasmons decay into photons on a rough surface. This light emission is studied with gold- and silver foils of different thicknesses. The surface plasmons are excited in this experiment by light. By this way a relatively accurate determination of the optical constants is possible.

The intensity of electrons (45 keV) scattered by Silicium cleavage surfaces (111) was measured by a Faraday cage. By means of an electrical retarding field the energy distribution of these electrons was determined: the Kikuchi lines and the Bragg maxima contain 95% resp. 80% of electrons with energy lossesΔE>5 eVolt. This high value of inelastically scattered electrons is theoretically unexplained. Applying plasma theory there is some difficulty to reconcile the presence of electrons with one energy loss in the Kikuchi lines with the small deflection which takes place in the elementary process of inelastic scattering.

Untersuchung von Entladungsvorgangen mit der Nebelkammer. Aufnahmen der Kanalvorentladungen im homogenen Feld bei Stosspannung und groseren Elektrodenabstanden (bis 2,5 cm). Nachweis der „Elektronenlawine“. Folgerungen aus den Nebelbildern fur die Entwicklung des Durchschlagvorganges.

Electron-Energy loss spectra of Ge and Si (amorphous, polycristalline and monocristalline) are measured in the low energy region of the band-band transitions and in the energy region of the plasma losses. These spectra are compared with the loss curve calculated from optical data: Discrepancies in the absolute values of the height and in the width of the plasma losses are found; the structures of the region of the bandband excitations show an agreement in the positions of the maxima, but not in their height. Additional electron energy loss maxima are observed.

Es wurde der Abfall der Dichte thermischer Neutronen am Rand eines neutronenhaltigen Wasservolumens (H2O, D2O) untersucht. Die hierbei auftretenden Abweichungen der Meswerte vom theoretischen Dichteverlauf werden diskutiert, wobei zu ihrer Erklarung die unsymmetrische Winkelverteilung der thermischen Neutronen nach dem Stos mit dem Wasserstoffkern herangezogen wird. Der Mittelwert des cos ϑ (ϑ Streuwinkel) wird fur denD-Kern zu etwa 0,3 ermittelt.

Die Interferenzerscheinungen von Elektronenwellen lassen sich mit Hilfe des reziproken Gitters ubersichtlich zusammenfassen sowohl die an dunnen Schichten (eine Dimension gering) wie die kleiner Kristalle (drei Dimensionen gering). Gegenuber dem reziproken Gitter ausgedehnter Streukorper unterscheidet sich das reziproke Gitter kleiner und kleinster Kristalle dadurch., das bekanntlich der Intensitatsbereich um jeden Punkt des reziproken Gitters (Hauptmaximum) eine betrachtliche Ausdehnung hat (umgekehrt proportional der Kristallgrose) und das zwischen diesen Hauptmaxima Nebenmaxima auftreten, die infolge der geringen Kristalldimensionen nur wenige und daher gut beobachtbar sind. Die Verbreiterung der Hauptmaxima fuhrt bei Durchstrahlung einer dunnen Kristallplatte, z. B. Glimmer, zu dem gleichzeitigen Auftreten vieler Interferenzen, bei Bestrahlen eines Pulvers kleiner Kristalle zu der bekannten Verbreiterung der Interferenzringe. Die Nebenmaxima werden bei der Durchstrahlung einer dunnen Kristallplatte am besten im konvergenten Bundel beobachtet. Desgleichen treten sie bei Bestrahlen eines sehr kleinen Kristalles oder eines Pulvers kleinster Kristalle auf. In diesem Falle kommen im allgemeinen noch (ganzzahlige) Maxima hinzu (die Nebenmaxima haben gebrochene Indizes), die bei grosen Kristallen der Strukturfaktor verbietet, wahrend bei kleinen Kristallen die Intensitat dieser „verbotenen“ Interferenzen von der Gestalt und der Grose des Kristallchens abhangt. Ein Strukturfaktor ist im allgemeinen nicht mehr zu definieren. Weiterhin wird unter anderem diskutiert: Aus der Form und Grose der Interferenzflecke, vor allem der (000)-Interferenz (Primarfleck), kann man Form und Grose der streuenden Kristalle ermitteln. — Analog dem reziproken Gitter kleinster Kristalle last sich das der Molekule aufstellen und aus ihm wesentliche Zuge des Gasinterferenzbildes anschaulich ableiten. — Die Rolle der Nebenmaxima sowie der bei kleinen Winkeln gestreuten Elektronenstrahlung bei der elektronenmikroskopischen Abbildung wird besprochen.

Mit einer Nebelkammer, fur die Untersuchung der Stosionisierungsvorgange der Elektronen im elektrischen Feld besonders geeignet, werden die Elektronenlawinen sichtbar gemacht und ihre Eigenschaften untersucht. Aus der Lange der Nebelspur und der Dauer des Spannungsstoses wird die Vorwachsgeschwindigkeit der Lawine bestimmt (Luft 1,25 · 107 cm/sec, H2 0,75 · 107 cm/sec). Ein Vergleich mit den Beweglichkeitsformeln ergibt die thermische Energie der Elektronen. Diese kann unabhangig davon auch aus der Breite der Lawinenspur bestimmt werden, da die thermische Diffusion fur die Zerstreuung der Elektronen masgebend ist. Beide Werte der thermischen Energie stimmen fur Luft uberein, nicht fur H2, wofur Grunde angefuhrt werden. — Die Zundung einer Entladung bei hohen Drucken ist damit der Beobachtung zuganglich und stimmt im wesentlichen mit den bisherigen Vorstellungen uberein.

Theoretical results are reported on the possibility to observe light emitted from the non radiative surface plasmons which are excited by fast electrons traversing a smooth vacuum-metal boundary. By covering the backside of the metal film with a medium of refractive indexn>1, light can be decoupled from the non radiative plasmons. In the angular intensity distribution this light has a strong characteristic peak exceeding the ordinary transition radiation by a factor of the order of 102.

A retarding field apparatus for the measurement of angular and energy distributions of scattered electrons (15 to 50 keV) is described. The apparatus was used for investigations into the influence of crystal size and electron energy on the elastically scattered intensity in Debye-Scherrer-diagramms of aluminium. The results are discussed with respect to the dynamical and kinematical theory. It proves, that the kinematical theory does not hold for crystallites of 100 A thickness or more.

Im Vakuum von 2·10−5 Torr wurde die vonKramer gefundene Elektronenemission von Metallen nach mechanischer Bearbeitung mit Hilfe eines Sekundarelektronenvervielfachers untersucht. Elemente aus den ersten Hauptgruppen des Periodischen Systems liefern zeitlich verschiedenartig abklingende Nachstrome, wahrend einige edlere Metalle keine Emission zeigen. Die Intensitaten der Nachstrome werden mit der chemischen Aktivitat der Elemente verglichen und deutliche Zusammenhange mit der Stellung im Periodischen System gefunden. Die Emission scheint somit eine Begleiterscheinung chemischer Reaktionen zu sein. Der Abklingvorgang wird durch das Aufwachsen von Oxydschichten gedeutet. Bei der Bearbeitung mit Schmirgelpapier werden die Ergebnisse durch die Emission des Schmirgels verfalscht.