Verteilung der electrischen ionen in den höheren schichten der atmosphäre

Von H. Ebert
1901 Journal of Geophysical Research  
Durch die wichtigen Untersuchungen der Herren 3-Elster und H. Geitel t scheint es ausser Zweifel gestellt zu sein, dass die schon friiher bemerkte und namentlich yon Herrn Linss 2 eingehender studierte electrische Leitf•/higkeit der natiir!ichen atmosph/irischen Luft auf dem Vorhandensein yon frei beweglichen, electrisch ge!adenen Teilchen "Ionen" beiderlei ¾orzeichens beruhe. Die genannten Forscher benutzen zur Reduction der Angaben des yon ihnen zur genaueren Pr/ifung dieser Erscheinung
more » ... uierten Zerstreuungsapparates das yon Coulomb aufgesteI!te Zerstreuungsgesetz, wonach der Electricit•itsverlust eines geladenen, in der Luft aufgestellten, gut isolierten electrischen Conductors proportional der Oberfl•/chendichte ist. Der Gedankengang, auf welchera Coulomb zu seinem Oesetze gelangte, weicht aber weir yon der Vorstellung ab, welche wir uns heute auf Grund der Ionentheorie der Gasleitung von dem ¾organge zu machen haben; denn diese ist ein Ergebnis der allerneuesten Forschungen, namentlich des Herrn J. J. Thomson in Cambridge und t j. ][•LSTER lIND H. GRITEL: Ueber die Existenz electrischer Ionen in der Atmosphiire, T. 2hr., Vol. IV, p. •I3, x899; vergl. ferner: Ueber einen Apparat zur Messung der Electricit/itszerstreuung in der Luft; J•]•siial. Z½it$vt•rifi •, $. •, •899. Ueber Electricitiitszerstreuung in der Luft; •4•,. d•r P•ysii, •, S. 4•5, •9oo. •. EL-ST!•R' 1Kessungen der electrischen Zerstreuung in der freien atmosphi/r/schen Luft an geographisch welt yon einander entfernt liegenden Orten, •h•$i•al. Zeit•oehrifl• •, S. r r3, •9 oo-H. GErTEL' Ueber die Electricitiitszerstreuung in abgeschlossenen Luftmengen' Physikal. Zeitschrift, ':" $. x x6, 19oo. ' LINSS, •feteorologische Zeitscl•rift, Bd. IV, p. 345, I887. 97 [PI.,•.'r• III.] 98 I"I. 2•BERT LYon.. vr, Z"ro. seiner Schfiler. Es entsteht also die Frage, ob die Annahme jenes Zerstreuungsgesetzes auch yon diesem Standpuncte aus berechtigt ist. •Vir wollen zun•chst zeigen, dass dieses in der That der Fall ist. I. In der P•aumeinheit des ionisierten Luftmediums m;Sgen sich/• positive und •z negative Ionen befinden; die Ladung eines jeden Ions der ersten Art sei •r, die eines negativen Ions, v, E S. Einheiten. Es ist nach/knalogie mir den kfinstlich ionisierten Gasen zu vermuten, dass auch ffir die Ionen der Atmosphere bis auf das •'orzeichen •r --• ist. Unter der •Virkung eines Potentialgef•lles yon einer E. S. Spannungseinheit pro vm m6gen die plus Ionen eine Geschwindigkeit yon •t •//sk, die minus Ionen eine solche yon • •m/sk annehmen. Ich konnte reich dutch Versuchsreihen, bei denen ein abgemessenes Luftquantum durch den Zwischenraum zwischen zwei conachsia! in einander gesteckten l•5hren, yon denen die in•ere geladen war und mir dem Electroscope in ¾erbindung stand, die •[ussere zur Erde abgeleitet war, davon (iberzeugen, dass • • v ist, wie es bei allen seither quantitativ untersuchten Beispie-!en yon Ionen!eitung in Gasen gefunden wurde. Dann ist die Leitf•higkeit . denn diese Gr/Jsse stellt die unter der Wirkung des Gefilles r durch die •uerschnittseinheit in der Zeiteinheit, im Sinne der Kraft!inien des Feldes hindurchgehende positive Electricititsmenge dar. Diese Leitf•higkeit wird im Allgemeinen unipolar sein, schon weil die Ionenconcentrationen/• und •z fiir beide ¾orzeichen nicht einander gleich sind. So iiberwiegen z. B. in der N•he des negati¾ geladehen ]•rdk•rpers meistens die plus Ionen, /• • •z, was besonders fiber Bergspitzen hervortritt, fiber denen die Niveaufl•fchen des Erdpotentiales enger zusammengedr•ngt sind. In diese /ktmosph•fre reit der so bestimmten Leitf•[higkeit •. denken wit uns einen isolierten, etwa positiv geladenen Metallk•Srper gebracht, dessen Isolation so gut sein m6ge, dass wir die Isolationsverluste vernachl•ssigen k•Jnnen, oder der so aufgestellt sein soil, dass wir, wie beim Elster-Geitel'schen Zerstreuungsk•Srper, die auf Stiitzenleitung zu schiebenden Electricit•ftsverluste gesondert bestimmen und in A_bzug bringen k/Jnnen. Der Einfachheit halbet nehmen wir an, dass der K/Jrper eine Kugel sei, etwa yore t•adius rocm, auf der wir durch Ladung bis zum Potentiale V die Electricit•ftsmenge -[-•' versammeln, so dass ro --oef F' die Capa-
doi:10.1029/te006i003p00097 fatcat:u6oxbxznsjaxrhjl5tgkr7lfzu