Definition

Als Becquerelstrahlung bezeichnet man die erstmals im Jahr 1896 und von Uransalzen ausgehende Strahlung.^[1] Woraus sie besteht, war zu der Zeit nicht klar. Es bestand aber die Vermutung, dass die von Uransalzen (Pechblende) ausgehende Strahlung von der gleichen Art ist wie die kurz darauf im Jahr 1897 entdeckten Kathodenstrahlen.^[2] Wichtige Anhaltspunkte waren die Ablenkbarkeit der Strahlen durch elektrische und magnetische Felder sowie ihre Fähigkeit, mehr oder minder tief in Materie eindringen zu können.

Vergleich mit Kathodenstrahlen

Im Jahr 1901 war die Entdeckung der Elektronen durch J. J. Thomson gerade vier Jahre alt. Man konnte damals Strahlen aus Elektronn in sogenannten Kathodenstrahlröhren erzeugen. Das waren handgroße Gefäße aus Glas, in denen von einer Glühkathode aus die Elektronen hin zu einer Anode beschleunigt wurden. Zahlreiche Leuchteffekte sowie die Art Ablenkbarkeit durch elektrisch und magentische Felder führte zu dem Schluss, dass die Strahlung aus kleinen negative geladenen Teilchen, den Elektronen bestand.

ZITAT:

Walter Kaufmann, 1901: "Nun haben die Untersuchungen an Bequerelstrahlen bekanntlich ergeben, daß dieselben magnetisch und elektrisch ablenkbar seien und eine wenn auch noch ziemlich rohe Messung[ ergab der Größenordnung nach sowohl für ε/μ (ε-Ladung, μ-Masse)^[1] Werte, die den bei Kathodenstrahlen gefundenen nahe lagen. Um so mehr mußte es auffallen, daß doch in quantitativer Beziehung die Bequerelstrahlen sich so sehr von den Kathodenstrahlen unterschieden. Die magnetische Ablenkbarkeit der Ersteren ist viel geringer, ihre Fähigkeit, feste Körper zu durchdringen, viel größer als die der Letzteren. Da nun die bisherigen Untersuchungen an Kathodenstrahlen ergeben haben, daß mit wachsender Geschwindigkeit die Ablenkbarkeit ab- und die Durchdringungsfähigkeit zunehme, so lag von vornherein die Vermutung nahe, daß die Bequerelstrahlen sich von den Kathodenstrahlen durch bedeutend größere Geschwindigkeit unterschieden. War nun schon bei den Kathodenstrahlen die Geschwindigkeit etwa 1/5 bis 1/3 der Lichtgeschwindigkeit, so mußte man bei den Bequerelstrahlen Geschwindigkeiten erwarten, die nur noch wenig von der Lichtgeschwindigkeit abweichen."^[4]

Tatsächlich lag Walter Kaufmann mit seiner Vermutung richtig, dass die Becquerelstrahlung aus denselben Teilchen wie die Kathodenstrahlung bestand, nur eben sehr viel schneller war. Beide Strahlungen bestehen aus negativ geladenen Elektronen. Aus heutiger Sicht sieht die Sache wie folgt aus.

Negativ geladene Elektronen, künstliche beschleunigt und vergleichsweise langsam ergeben die 👉 Kathodenstrahlung

Radiaktiv natürlich entstandene und extrem schnelle Elektronen aus Atomkernen ergeben die 👉 Betastrahlung

Später wurden auch noch eine Art positive geladener entdeckt, die Antimaterie der Elektronen. Diese Teilchen haben dieselbe Masse wie Elektronen, sind aber elektrisch positiv geladen. Spricht man nur von Elektronen, meint man damit die negative Variante. Möchte man die beiden Arten unterscheiden, so spricht man von Beta-minus- und Beta-plus-Strahlung. Siehe dazu beispielhaft den Artikel zum 👉 Beta-plus-Zerfall

Persönliche Anmerkung

Die Geschichte der Physik liest sich oft wie ein Bilderbuchmärchen bei dem eifrige Wissenschaftler in ihren Laboren emsig Fakten zusammentragen oder in romantischen Schreibstuben geniale Bücher und Artikel verfassen. Die Realität weicht aber hin und wieder von diesem Ideal ab. Walter Kaufmann, von dem das Zitat oben stammt, wurde 1871 in Wuppertal geboren. Er war jüdischer Herkunft. Die deutschen Rassengesetze erzwangen, dass man ihn im Jahr 1935 vorzeitig in den Ruhestand versetzte. Sein zweiter Sohn verhunderte dann im Konzentrationslager Theresienstadt. Kaufmann überlebte den industriellen Mord und starb im Jahr 1947 in der süddeutschen Stadt Freiburg.

Fußnoten

[1] Sur les radiations émises par phosphorescence. In: Comptes Rendus de l’Académie des sciences. Band 122, 1896, S. 420–421. Siehe auch 👉 Henri Becquerel

[2] J. J. Thomson, “Cathode Rays,” The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, Fifth Series, 44 (1897): 293-316. Siehe auch 👉 Kathodenstrahlung

[3] Mit dem Quotienten ε/μ ist das Verhältnis der Ladung zur Masse gemeint. Dieses Verhältnis war schon sehr früh als Zahlenwert bekannt. Aber erst wenn man einen der beiden Unbekannten ε und μ mit einem eigenen Zahlenwert bestimmen konnte, ließen sich beide Werte angeben. Das gelang, nachdem Millikan in seinem berühmten Versuch aus dem Jahr 1910 die Ladung des Elektrons bestimmt hatte. Siehe dazu auch 👉 Millikan-Versuch

[4] Walter Kaufmann (1871 bis 1947): Die magnetische und elektrische Ablenkbarkeit der Bequerelstrahlen und die scheinbare Masse der Elektronen. 1901.