Annus MirabilisEinstein in 1905
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Parallel edition

On a Heuristic Point of View Concerning the Generation and Transformation of Light

By A. Einstein · Annalen der Physik (4) 17, 132–148 (1905).

Deutsch

[p. 132]
Über einen die Erzeugung und Verwandlung des Lichtes betreffenden heuristischen Gesichtspunkt;

English

On a Heuristic Point of View Concerning the Generation and Transformation of Light

Deutsch

[p. 132]
von A. Einstein.

English

by A. Einstein

Deutsch

[p. 147]§ 9. Über die Ionisierung der Gase durch ultraviolettes Licht.

English

§ 9. On the ionization of gases by ultraviolet light.

Deutsch

[pp. 147–148]Wir werden anzunehmen haben, daß bei der Ionisierung eines Gases durch ultraviolettes Licht je ein absorbiertes Lichtenergiequant zur Ionisierung je eines Gasmoleküles verwendet wird. Hieraus folgt zunächst, daß die Ionisierungsarbeit (d. h. die zur Ionisierung theoretisch nötige Arbeit) eines Moleküles nicht größer sein kann als die Energie eines absorbierten wirksamen Lichtenergiequantes. Bezeichnet man mit JJ die (theoretische) Ionisierungsarbeit pro Grammäquivalent, so muß also sein:Rβν≧J.R \beta \nu \geqq J .Gas constantSpectral constant BFrequency of the lightIonization work per gram-equivalentExplain this equation Nach Messungen Lenards ist aber die größte wirksame Wellenlänge für Luft ca. 1,9⋅10−51{,}9 \cdot 10^{-5} cm, alsoRβν=6,4⋅1012 Erg≧J.R \beta \nu = 6{,}4 \cdot 10^{12} \text{ Erg} \geqq J .Gas constantSpectral constant BFrequency of the lightIonization work per gram-equivalentExplain this equation

English

We shall have to assume that in the ionization of a gas by ultraviolet light one absorbed light energy quantum is used for the ionization of one gas molecule. From this it follows first that the ionization work (i.e., the work theoretically necessary for ionization) of a molecule cannot be greater than the energy of an absorbed effective light energy quantum. If one denotes by JJ the (theoretical) ionization work per gram-equivalent, then we must have: Rβν≧J.R \beta \nu \geqq J .Gas constantSpectral constant BFrequency of the lightIonization work per gram-equivalentExplain this equation According to Lenard’s measurements, however, the greatest effective wavelength for air is about 1,9⋅10−51{,}9 \cdot 10^{-5} cm, hence Rβν=6,4⋅1012 Erg≧J.R \beta \nu = 6{,}4 \cdot 10^{12} \text{ Erg} \geqq J .Gas constantSpectral constant BFrequency of the lightIonization work per gram-equivalentExplain this equation

Deutsch

[p. 148]Eine obere Grenze für die Ionisierungsarbeit gewinnt man auch aus den Ionisierungsspannungen in verdünnten Gasen. Nach J. Stark[1)] ist die kleinste gemessene Ionisierungsspannung (an Platinanoden) für Luft ca. 10 Volt.[2)] Es ergibt sich also für JJ die obere Grenze 9,6⋅10129{,}6 \cdot 10^{12}, welche nahezu gleich der eben gefundenen ist. Es ergibt sich noch eine andere Konsequenz, deren Prüfung durch das Experiment mir von großer Wichtigkeit zu sein scheint. Wenn jedes absorbierte Lichtenergiequant ein Molekül ionisiert, so muß zwischen der absorbierten Lichtmenge LL und der Anzahl jj der durch dieselbe ionisierten Grammoleküle die Beziehung bestehen:j=LRβν.j = \frac{L}{R \beta \nu} .Ionized gram-moleculesLight energy absorbedGas constantSpectral constant BFrequency of the lightExplain this equation Diese Beziehung muß, wenn unsere Auffassung der Wirklichkeit entspricht, für jedes Gas gelten, welches (bei der betreffenden Frequenz) keine merkliche nicht von Ionisation begleitete Absorption aufweist.

English

An upper limit for the ionization work is also obtained from the ionization voltages in rarefied gases. According to J. Stark[1)] the smallest ionization voltage measured (at platinum anodes) for air is about 10 volts.[2)] For JJ there thus results the upper limit 9,6⋅10129{,}6 \cdot 10^{12}, which is nearly equal to the one just found. There results yet another consequence, whose testing by experiment seems to me to be of great importance. If each absorbed light energy quantum ionizes one molecule, then between the absorbed quantity of light LL and the number jj of gram-molecules ionized by it the following relation must hold: j=LRβν.j = \frac{L}{R \beta \nu} .Ionized gram-moleculesLight energy absorbedGas constantSpectral constant BFrequency of the lightExplain this equation This relation must, if our conception corresponds to reality, hold for every gas that (at the frequency in question) shows no appreciable absorption unaccompanied by ionization.

Deutsch

[p. 148]
Bern, den 17. März 1905.

English

Bern, 17 March 1905.

Deutsch

[p. 148]
(Eingegangen 18. März 1905.)

English

(Received 18 March 1905.)

Fußnoten

Deutsch

  1. 1) J. Stark, Die Elektrizität in Gasen p. 57. Leipzig 1902. ↩

English

Deutsch

  1. 2) Im Gasinnern ist die Ionisierungsspannung für negative Ionen allerdings fünfmal größer. ↩

English