Schule der Pharmazie Band 3 - Digitale Bibliothek Braunschweig

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Digitale Bibliothek BraunschweigSchule der Pharmaziein 5 Blindenherausgegeben VonProf. Dr. H. Thoms, Dr. E. Mylius, Prof. Dr. E. Gilg,Prof. Dr. K. F. Jordan.Band I: Praktischer Teil. Bearbeitet von Dr. E. My li u s. Vi e r t e, vermehrteund verbesserte Auflage. Mit 137 in den Text gedruckten Ab·bildungen. In Leifiw. geb. Preis M. 4,-Band U: Chemischer Teil. Bearbeitet von Prof. Dr. H. Thoms. Fünfte,verbesserte Auflage. Mit 105 in den Text gedruckten Abbildungen.In Leinw. geb. Preis M. 10,-.Band IU: Physikalischer Teil. Bearbeitet von Prof. Dr. K. F. J 0 r dan.V i e r t e, vermehrte und verbesseIte Auflage. Mit 153 in den Text gedrucktenAbbildungen. In Leinw. geb. Preis M. 5,-.Band IV: Botanischer Teil. Von Dr. J. HoHert. Neubearbeitet von Prof.Dr. -E. Gil g. Vi e rte, verbesserte Auflage. Mit 559 in den Text gedrucktenAbbildungen. In Leinw. geb. Preis M. 8,-.Band V: Warenkunde. Bearbeitet von Prof. Dr. H. T h 0 m s und Prof. DrE. Gilg. Vierte, völlig umgearbeitete Auflage. Mit 289 in den Textgedruckten Abbildungen. In Leinw. geb. Preis M. 8,-..... Jeder Band ist einzeln käuflich. ...Von diesem beliebten und verbreiteten Unterrichtswerk sindin fünfter und dersoeben der "Chemische Teil" (Band II)"Physikalische Teil" (Band IlI) in vierter, ganz durchgearbeiteterAuflage erschienen, die wiederum wertvolle Ergänzungen undVerbesserungen erfahren haben. Der rasche Absatz, den diese Bändegefunden haben, ist ein neuer Beweis dafür, daß die "Schule derhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek BraunschweigPharmazie" sich ihren Platz als bevorzugtestes Lehrmittel des jungenPharmazeuten gesichert hat.Dieser Erfolg ist ohne Zweifel dem Umstande zuznschreiben,daß das Werk den gesamten Lehrstoff nicht etwa in trockener Wiedergabeenthält, sondern ihn in anschaulicher und leichtfaßlicher Diktionbehandelt und dadurch den Vorzug genießt, von den jungen Fachgenossenmit Lust und Liebe studiert zu werden.Die seit Erscheinen der ersten Auflage bei dem Gebrauche dereinzelnen Bände gemachten Erfahrungen haben den Verfassern dieüberzeugung verschafft, daß in der Anlage des Werkes das Richtigegetroffen wurde, und was im einzelnen daran verbesserungs- und ergänzungsbedürftigist, wird durch den ständigen Gedankenaustauschder Verfasser mit den nach diesem Lehrbuch Lehrenden und Lernendenbei der Neuauflage jedes einzelnen Bandes auf das sorgfältigste beriicksichtigt.So wird das Werk, wie es bisher geschehen, dauernd seinenbeiden Zwecken in vollem Maße entsprechen können, indem eseinerseits dem Lehrer Leitfaden und Grundlage für den persönlichzu erteilenden Unterricht ist, und anderseits da, wo der Eleve oderStudierende der persönlichen Unterweisung etwa entbehrt, durch dieinduktive Behandlung des Lehrstoffes tunlichsten Ersatz dafür bietet.Entsprechend dem Entwicklungsgange des jungen Pharmazeuten,dessen Tätigkeit zunächst die praktische ist, beginnt der erste Bandder Schule der Pharmazie mit dem pr akt i sc h e n Te i I, in welchemalles das erörtert ist, was der Anfänger an Kunstgriffen erlernen mUß,um die Arzneistoffe der Apotheke kunstgerecht zu verarbeiten und zuverabfolgen und mit den dazu nötigen Gerätschaften regelrecht umgehenzu können. Die unleugbare Abnahme der eigentlichen Laboratoriumstätigkeitin den Apotheken und anderseits die Zunahmeder kaufmännischen Berufstätigkeit des Apothekers erforderten eineganz besonders eingehende Behandlung des praktischen Teiles unddie völlige Abtrennung desselben von dem übrigen Lehrstoff.In den wissenschaftlichen Teilen haben die Verfasser von einermonographischen Behan

Digitale Bibliothek BraunschweigP h y s i kund Bot a n i k , in ihren Grundzügen dem Anfänger klarzu machen.An Stelle des pharmakognostischen Teiles lietien die Verfassereinen solchen treten, welcher sich War e n ku n d e betitelt undneben der Kennzeichnung, Prüfung und Wertbestimmung der Vegetabilienauch diejenige der Chemikalien zum Gegenstande hat. Hierdurchwurde es ohne viele Wiederholungen ermöglicht, im chemischenTeile des Eingehens auf die handelsmätiige Beschaffenheit der inden Apotheken vorrätigen Chemikalien und. Drogen zu entraten undPrüfung und Wertbestimmung derselben zusammenhängend zu behandeln.Dies sind dieselben Gesichtspunkte, welche ja schon vonjeher eine Abtrennung der Pharmakognosie als besondere Disziplinvon der Botanik veranlatit haben. Chemische und botanische Warenkunde,letztere Pharmakognosie genannt, haben somit in diesem Lehrbucheeine völlig gleichwertige Behandlung gefunden.Eine grotie Zahl guter Abbildungen erleichtert mit Vorteil dasVerständnis des Lehrganges.Berlin, ~lai 1912.Verlagsbuchhandlung von Julius Springer.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek BraunschweigAlle Rechte, insbesondere das der übersetzung in fremdeSprachen, vorbehalten.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek BraunschweigIVVorwort.und die Lehre vom Magnetismus nur knapp ge faßt wurden, bedarfwohl keiner weiteren Begründung. Auch der Umfang der übrigenTeile des Buches rechtfertigt sich von selbst.Der dritte Gesichtspunkt: die verständliche Behandlung des Vorgetragenen,lag mir besonders am Herzen, da kein bloßer Leitfadennoch ein Repetitorium, sondern eine "S eh u I e" der einschlägigen~Wissenschaften geliefert werden sollte; eine besondere Schwierigkeitlag hier darin, bei aller Kürze und Vollständigkeit doch einer derartigenDarstellung sich zu befleißigen, daß der Apothekerlehrlingauch ohne Inanspruchnahme fremder Hilfe und fremden Rates volleKlarheit über die gesamte Disziplin .und ausreichende Einsicht in allevorgetragenen Einzelheiten gewinnt.· }\flöchte es mir gelungen sein,gerade diese Schwierigkeit recht überwunden zu haben 1 Nicht immerkonnte ich, wie ich es gern gemocht hätte, von der eingehenden Besprechungbesonderer Versuche ausgehen, um den Lernenden zurErkenntnis der Gesetze emporzuführen ; dazu war der mir zur Verfügungstehende Raum zu gering. Doch habe ich es mir angelegensein lassen, auch da, wo ich ein Gesetz, eine Wahrheit nur kurzhinstellte, sie in klarer und ausreichender Darstellung vorzuführen.Über die Einteilung des gesamten Stoffes in 15 1) Kapitel möchteich noch einige Worte sagen. Diese hohe Zahl kam besonders dadurchzustande, daß ich von vornherein die Elektrizitätslehre in dreiTeile auseinanderlegte; ich halte das für durchaus angebracht, dadieselben voneinander ungefähr in demselben Maße verschieden sindwie die Lehre des Magnetismus von ihnen. Daß ich ferner dieMechanik nicht in Statik und Dynamik trennte, rechtfertigt sich so,daß die Ruhelage nur ein besonderer Fall der Bewegung ist (Geschwindigkeit= 0) ; die Einteilung in allgemeine Mechanik und:Vlechanik der festen, der flüssigen und der luftförmigen Körper verdientvor jener den Vorzug. Für notwendig hielt ich es, der Akustikund Optik ein besonderes Kapitel über den Stoß elastischer Körperund die Wellenbewegung voranzustellen.Berlin, Juni 1893.1) In den späteren Auflagen 16.KarlFriedr. Jordan.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek BraunschweigVorwort znr vierten Anflage.Wiederum hat die vorliegende neue (4.) Auflage des "PhysikalischenTeils" der "Schule der Pharmazie" eine größereAnzahl vonyerbesserungen und Erweiterungen erfahren, wie sie einesteilsdurch die Fortschritte der Wissenschaft geboten waren, andrerseitsdem besseren und gründlicheren Verständnis der Erscheinungendienten. Ich verweise besonders auf das letzte Kapitel, in dem dieRadiumstrahlung und die mit ihr zusammenhängende Katboden- undRöntgenstrahlung gemäß dem gegenwärtigen Stande der Radiumforschungumgearbeitet wurden. Die a-, (1- und r-Strahlung sowiedie Elektronentheorie wurden neu aufgenommen. Ferner wurdeneingefügt: eine Ableitung der Formel für die Zentrifugalkraft undder Formel für die Schwingungsdauer eines Pendels; die Geschoßbahnoder ballistische Kurve; die Entstehung der Winde und der Luftdepressionen;die Erscheinungen der übersättigung und der Unterkühlung;die Wirkung des Thermits; Amperemeter und Voltmeterusw. Dem Buche ist am Schlusse eine Übersichtstabelle verschiedenerGeschwindigkeiten beigegeben worden, die zur vergleichenden Orientierungvon Nutzen und Interesse sein dürfte. Trotz des reicherenInhalts des Buches ist sein äUßerer Umfang in folge kompresserenDrucks geringer geworden.Die Anzahl der Abbildungen ist um 8 (von 145 auf 153)gestiegen. Unter ihnen möchte ich besonders auf Abb. 81 undAbb. 93 in der Optik hinweisen, welche die Beziehungen zwischenGegenstand und Bild bei sphärischen Spiegeln und sphärischenLinsen schematisch darstellen und sich an die älteren Abbildungen78 und 90 anschließen, die diese Beziehungen bei dem Konkavspiegelund der Konvexlinse zeigen. Diese Abbildungen sind äußerst instruktivundkönnen dem Lernenden, nachdem er die Entstehungder Bilder an Spiegeln und Linsen einmal gründlich durchgearbeitethat, bei der Repetition durch ein e n Blick die herrschenden Verhältnissewieder klar ins Gedächtnis zurückrufen. Ich habe eine derartigeDarstellung in anderen Lehrbüchern der Physik bisher nicht gefunden.Daß ich von Ansichtsdarstellungen (Totalbildern) der abgebildetenApparate (die von einem Kritiker gewünscht worden waren)nach wie vor Abstand genommen habe und vielmehr bei der Konturenzeichnunggeblieben bin, auch immer nur, von nebensächlichemBeiwerk absehend, das Wesentliche der Einrichtungen - öfters, umhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek BraunschweigVIVorwort.es klar zu zeigen, in veränderter äußerer Anordnung, wie z. B.bei der Dynamomaschine - geboten habe, wird mir, glaube ich, nichtals Man gel des Buches angerechnet werden. Von vielen Seitender Kritik ist übrigens gerade die se r Charakter der Abbildungenanerkennend hervorgehoben worden. Die Hauptsache bei einem belehrenden,einem wissenschaftlichen Werk überhaupt ist eben nichtirgendwelche künstlerische Darbietung, die es bestenfalls zu einemBilderbuch machen würde, sondern das Instruktive, alles das Ve r­s t ä n d n i s der Dinge Vermittelnde und Fördernde.Besonderer Hervorhebung bedarf noch das Sachregister, das ichin allen vorkommenden Fällen fleißig zu benutzen bitte. Es wirdden Belehrung Suchenden kaum irgendwie im Stich lassen, da ichseiner Bearbeitung besondere Sorgfalt angedeihen ließ. Ferner habeich es im Text nie an Hinweisen auf Zusammenhänge mit verwandtenErscheinungen fehlen lassen, so daß das Buch als ein einheitlichesGanzes erscheinen wird, das nicht vereinzelte Erscheinungen derPhysik beschreibt, sondern die Summe der Naturkräfte darstellt und,soweit möglich, in ihrem Wirken verständlich macht.Alles in allem hoffe ich, daß' das Buch in seiner gegenwärtigenGestalt dem Ziele, das mir bei seiner Abfassung vorschwebte, nahekommendürfte: nicht nur ein Lernbuch für den Apothekerlehrlingzu sein, sondern auch für den ausgebildeten Apothekernach vollendetem Studium ein willkommenes Nachschlagebuch zubilden, das ihm über alles Wissenswerte im Gebiete der Physik befriedigendeAuskunft gibt.Berlin, Mai 1912.Karl Friedr. Jordan.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek BraunschweigInhaltsverzeichnis.1. Kapitel: Materie und Kraft; Trägheit und Reibung 12. Kapitel: Allgemeine Eigenschaften der Körper . . 63. Kapitel: Kristallographie (Lehre von den Krista1lformen) 194. Kapitel: Wirkungen der Schwerkraft auf alle Arten von Körpern(Allgemeine Mechanik) . . . . . . . . . . . . .. 295. Kapitel: Wirkungen der Schwerkraft auf feste Körper (Mechanik derfesten Körper). . . . . . . . . . . . . . . . .. 476. Kapitel: Wirkungen der Schwerkraft auf flüssige Körper (Mechanikder flüssigen Körper oder Hydromechanik) . . . . . .. 617. Kapitel: Wirkungen der Schwerkraft auf luftförmige Körper (Mechanikder luftförmigen Körper oder Pneumatik) 788. Kapitel: Stoß elastischer Körper und Wellenbewegung . 959. Kapitel: Die Lehre vom Schall (Akustik) 10010. Kapitel: Die Lehre vom Licht (Optik) 10611. Kapitel: Wärmelehre 14612. Kapitel: Reibungselektrizität 17813. Kapitel: Magnetismus 1~)314. Kapitel: Galvanismus 19715. Kapitel: Elektromagnetismus und Magnetoelektrizität; Elektrodyuamikund Dynamoelektrizität ; Thermo- und Pyro- oder Kristallelektrizität. . . . . . . . . . . . . . . . 22016. Kapitel: Elektrische Wellen und Strahlen und Radioaktivität 232übersichtstabelle verschiedener Geschwindigkeiten '240Sachregister 242Seitehttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

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Digitale Bibliothek Braunschweig1 . .1Uaterie und Kraft; Trägheit und Reibung.Physik. Die Physik (oder Naturlehre) ist die Lehrevon den all gemein en Eigenschaften und· Be we gung s­Ersehe in ung en der :Materie und den sie bewirkendenKräften.Hierin liegt ausgesprochen, daß eine Betrachtung der be s 0 n­der e n Bewegungs-Erscheinungen, wie wir sie im Gebiete der be-1 e b te n Na tu r antreffen (z. B. der vVachstumsvorgänge, der Bewegungenvon Pflanzenteilen unter dem Einfluß des Lichtes u. dgl. m.),nicht zu den Aufgaben der Physik gehört. Aber auch mit denjenigenVorgängen im Bereiche des Uno r g an i s ehe n hat es diePhysik nicht zu tun, bei denen es sich um stoffliche Veränderungender Körp er handelt; sie gehören ins Gebiet der Chemie,die übrigens eine der Physik nahe verwandte Wissenschaft und nichtimmer leicht von ihr zu trennen ist.Materie. Die Materie (oder der Stoff) ist durch drei Grundeigenschaftengekennzeichnet; diese sind: 1. die Raumerfüllung(Ausdehnung), 2. die Undurchdringlichkeit seitens anderer Materieund 3. die Fähigkeit einer Änderung der räumlichen Lage (die Bewegungsfähigkeit).Kraft. Mit dem Worte Kraft bezeichnet man die Ursacheeiner'~Ahderung des Bewegungszustandes eines Körpers. -::::::--::.4.JiBewegungs z u s t a n d ist nicht nur eine Bewegung irgend welcherArt, sondern auch die Ruh e - als Abwesenheit jeglicher Bewegung(Geschwindigkeit = 0, vgl. S. 2-3) - aufzufassen. Ein Körp er(im physikalischen Sinne) ist ein bestimmter Mengenteil der gesamtenMaterie, der als ein in gewissem Maße einheitliches Wesen - alsIndividuum - erscheint. .Zu der Annahme von Kräften sind wir durch unsere Kausalanschauunggenötigt.. Da unser Denken nämlich (gemäß dieser Anschauung) ~ür jed~sGeschehms ein anderes verlangt durch welches es hervorgerufen WIrd, SOWIeein weiteres, das eine F 0 I g e 'VOll ihm ist - oder kürzer: da wir uns keineSchule der Pharmazie. IH. 4. Aufi. 1http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig2 1. Materie und Kraft; Trägheit und Reibung.Wirkung ohne Ursache und keine Ursache ohne Wirkung denken können l ), somUß auch jede Änderung (und damit Neugestaltung) des Bewegungszustanaes,den ein Körper hat, durch irgend etwas tt~!!:E~!1 ch t werden; dieses Etwas\ nenIlJ;. n;an Kraft. ,Damit ist übe~ das Wesen, ü!->er die innere Natur ~er~te lllchts entschIeden.Man WIrd gut tun, dIes festzuhalten und slChnicht vorschnell metaphysischen Vorstellungen von dem Wesen der Kräfte hinzugeben.-} Trägheit oder Beharrungsvermögen der Körper. Wie einerseitsdurch die Einwirkung einer Kraft auf einen Körper eineÄnderung in dem Bewegungszustande des letzteren hervorgebrachtwird, so verharrt andererseits ein Körper, auf den k ein e Kraft einwirkt,unverändert in dem Bewegungszustande, den~er' gerade hat.- Es ist dies nur die andere Seite der soeben angegebenen Folgerungaus dem Grundsatze der Kausalität. Trotzdem bezeichnet mandie Eigenschaft der Körper, ohne die Einwirkung einer änderndenKraft in ihrem jeweiligen Bewegungszustande zu verharren (da sievielfach von besonderer Bedeutung ist), mit einem eigenen Namen:nämlich als das Beharrungsvermögen oder die Trägheit derKörper, und man spnc1it demgemäß von einem Be haI' ru-ngs - oderTrägheitsgesetz - als einem Grundgesetz der Physik. - Dasselbewurde von Ga I i I e 0 Ga I i lei, einem italienischen PhysikerI (1564-1642), im Jahre 1638 aufgestellt. Erst auf Grund diesesGesetzes ist eine richtige Erklärung des freien Falls, der Schwungkraft,der Pendelschwingungen, der Planetenbewegung usw. möglich.Wir können demselben folgende Fassung geben:(Beharrungs- oder Trägheitsgesetz.) Jeder Körperbehält den Bewegungszustand, den er in irgend einem Momente hat,nach Richtung und Geschwindigkeit unverändert bei, solange keineäUßere Kraft (ändernd) auf ihn einwirkt.Dieses Gesetz läßt sich in folgende zwei Teile zerlegen:a) Jeder in Ruhe befindliche Körper bleibt so lange in Ruhe, bis er durch" eine äUßere Kraft in Bewegung gesetzt wird;b) jeder in Bewegung befindliche Körper behält seine Bewegung nach Rich­\ tung und Geschwindigkeit so lange unverändert bei, bis eine äußere Kraft ihn1 daran hindert.Hier ist der Ausdruck Ge s c h w i n d i g k e i t zu erklären. DieDefinition desselben ist aber je nach der Art der Bewegung, dieein Körper ausführt, verschieden. Daher treten wir zugleich aneine Betrachtung der verschiedenen Arten der Bewegung derKörper heran.I Arten der Bewegung und Geschwindigkeit. Je nachdem, ob. die von einem bewegten Körper während einer Anzahl von Zeiteinheitenin gl eich e n Zeiten zurückgelegten Wege fortwährend diegleichen sind oder nicht, unterscheidet man zwei Arten der Bewegung:die gt~~~hförmige und die ungleichförmige Bewegung.') Das voll s t ä n d i g e Kausalgesetz. sagt noch etwas mehr aus, nämlich,daß jede Wirkung eine bestimmte Ursache hat, mit der sie notwendigverbunden ist, so daß auf dieselbe keine andere Wirkung folgen kann. DerPhysiker und Philosoph Fechner hat dem Kausalgesetz folgende Fassung gegeben:Unter gleichen Bedingungen treten jedesmal gleiche Folgen ein, unterabgeänderten Bedingungen abgeänderte Folgen.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig1. Materie und Kraft; Trägheit und Reibul).g.Bewegt sich ein Körper g lei c h f ö r m i g, so ist seine G e- !schwindigkeit der Weg, den er in der Zeiteinheit(Sekunde, Minute, Stunde usw.) zurücklegt.Die Geschwindigkeit eines gleichförmig bewegten Körpers istnach dem Gesagten fortdauernd dieselbe.. Führt ein Körper eine ungleichförmige Bewegung aus, so istser~e Geschwindigkeit in irgend einem Moment der Weg, dene~ III der folgenden Zeiteinheit zurücklegen würde, wenn ersich von diesem Momente an gleichförmig weiterbewegte. - DieGeschwindigkeit ist bei der ungleichförmigen Bewegung in jedemMoment eine andere; sie kann zu- oder abnehmen. .Nimmt die Geschwindigkeit fortwährend zu, so heißt die Bewegungeine be s chI e uni g t e; nimmt die Geschwindigkeit fortwährendab, s;)herfit die Bewegung eine v erz ög er: t e. DieZunahme der Geschwindigkeit in der Z e i t e i. n he i C (gewöhnlich: inder Sekunde) heißt Beschleunigung, die Abnahme Verzö geru n g~ne?ative Beschleunigung): Ist die Beschleunigung oder Verzögerungm Jeder Zeiteinheit dieselbe, so bezeichnet man die Bewegung alsgleichmäßig beschleunigte oder gleichmäßig verzögerte.Der Weg, den ein gl e ich f ö r m i g bewegter Körper zurücklegt,ändert sich gen au entsprechend der Zeit, in der er durchlaufenwird: Ist die Zeit 2, 3, 4 ... x mal so lang, so ist auch derWeg 2, 3, 4 . . . x mal so groß. Anders ausgedrückt: Bei dergleichförmigen Bewegung ist der Weg proportionalder Zei t.Bezeichnet man den Weg, der in t Sekunden zurückgelegt wird,mit s, die Geschwindigkeit (in der Sekunde) mit v, so ist:. s = v. t (1).. Die Gesetze der gleichmäßig beschleunigten Bewegung werdenbe; der Betrachtung des freien Falls der Körper (als des hervorragendsten BeispIelseiner solchen Bewegung) besprochen werden. (V gl. Kapitel 4: "Wirkungender Schwerkraft auf . alle Arten von Körpern".). Beschleunigungswiderstanl1.Nach der Ansicht mancher Physiker setztdem Trägheitsgesetz zufolge ein Körper jeder Kraft, welche seinen Bewegungszustandzu ändern strebt, einen W i der s t a nd entgegen. Das Beharrungsvermögenoder die Trägheit der Körperwurde dann auf diesem Widerstande ber!Ihe~od.er gar in ihm bestehen. Da nun die Änderung des Bewegungszustandess~ch m emer Zunahme oder Abnahme der Geseh win dig k eit, das heißt also inemer Beschleunigung oder Verzögerung 0 der: einer positiven oder negativen Beschleunigungzeigt, während gegen eine gleichförmige Bewegung seitensder Trägheit kein ·Widerstand ausgeübt wird, so hat man den Träg~eitswiderstandzum Unterschiede von anderen Widerständen (z. B. dem LuftwIderstande,d.en ein fall~nder Körper erfährt, oder der Rei?ung, die an der Gren~e zweiersl~h gegenemander bewegender Körper auftrItt) auch Beschl~nn;g~ngswlde;st~nd genannt. - Aber ein solcher Widerstand, der nur z81tw81se.m ~erMaterIe WIrksam sein soll nämlich nur dann wenn äUßere Kräfte auf SIe emwirken,ist nicht annehm'bar. Zudem mÜßt~ ein Widerstand, der doch einerK ~.a ft. e n ~ g e gen wir k t, selbst eine Kraft sein; wir würd:n also mit demT~agheItswlderstande von vornherein eine Kraft in der MaterIe annehmen, ehewIr n?ch durch unsere Kausalanschauung zu einer Annahme von KräftengenötIgt wären. ~.. Wirkungen des Beharrungsvermögens. a) Wird ein mit Wasser gefulltesGlas plötzlich und schnell in wagerechter Richtung fortbewegt, so schwappt1*http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig4 1. Materie und Kraft; Trägheit und Reibung.das Wasser in der entgegengesetzten Richtung über den Rand des Glases (indemes an dem zuvor von ihm im Raume eingenommenen Platze zu verharren strebt).Fortziehen eines Bogens Papier oder eines Tuches unter Gegenständen, die daraufstehen. Rückt ein Wagen plötzlich an, so fallen oder kippen die darin befindlichenPersonen nach hinten zurück; das gleiche geschieht, wenn ein Boot,worin jemand steht, vom Lande abstöEt. Festklopfen eines Hammerstiels auf dieWeise, daß man den Hammer mit dem Kopf nach unten hält und auf das obereEnde des Stiels kurze Schläge führt. Entfernen der Asche von einer Zigarredurch kurzes Daraufklopfen mit dem Finger. - Das Ausgleiten (insbesonderebeim Schlittschuhlaufen, wenn man angerannt wird); hierbei erhalten die FüEeplötzlich eine schnellere Bewegung als der Oberkörper, so daß dieser zurückbleibt,sich nicht mehr im Gleichgewicht über den FüEen befindet und ein Hinfallenmöglich ist. - Ein sich in Bewegung setzender Eisenbahnzug erlangt seine Fahrgeschwindigkeitnicht sofort, sondern erst nach und nach. Ähnliches gilt vondem Schwungrad einer Maschine, das erst still stand nnd nun in Umdrehungversetzt wird.b) Wird ein mit Wasser gefülltes, gleichförmig fortbewegtes Glas plötzlichangehalten, so schwappt das Wasser in der Richtung über den Rand des Glases,in welcher letzteres zuvor bewegt wurde (das Wasser setzt die innegehabteBewegung fort). Wird ein Bogen Papier oder ein Tuch, worauf sich eine Kugeloder ein walzenförmiger Körper befindet, in Bewegung gesetzt und dann plötzlichangehalten, so rollt die Kugel oder der walzenförmige Körper weiter. Hältein Wagen plötzlich an oder stöEt ein Boot ans Ufer, so fallen die darin befindlichenPersonen ganz oder nur mit dem Oberkörper vorwärts. Festklopfeneines Hammerstiels auf die "\Veise, daß man den Kopf des Hammers nach obenhält und das Ende des Stiels auf eine feste Unterlage mehrmals kräftig aufstöEt.A bs eh leu d e rn der Asche von einer Zigarre. Ausspritzen der Tinte aus einerFeder.·- Ein Schlittschuhläufer, der auf eine SandsteIle gerät, fällt nach vorn.Das Stolpern. Das Hinfallen beim Abspringen von einem in der Fahrt befindlichenWagen der elektrischen StraEenbahn (die Füße werden, sowie sie den ruhendenErdboden berühren, festgehalten, während der Oberkörper die innegehabte Bewegungfortsetzt; läuft man ein Stück mit dem Wagen mit oder biegt man denOberkörper nachdrücklich nach hinten über, so kann man das Hinfallen vermeiden;man muE stets mit dem Gesicht nach vorn abspringen). - Wenn einEisenbahnzug in einen Bahnhof einfährt und daselbst anhalten soll, so unterbrichtman die Arbeit der Lokomotive schon eine Strecke vor dem Bahnhof,weil die Bewegung des Zuges (auch ohne die Tätigkeit der Lokomotive) nocheine Weile andauert; und schließlich muE der Zug gebremst werden, um vollständigzum Stillstand zu kommen. Das Schwungrad einer Maschine setzt seineUmdrehung noch eine Weile fort, nachdem die Kraft, welche die Maschine treibt,zu wirken aufgehört hat. - Auf einen Pfeil, den man aus einer Armbrust abschieEt,wirkt die Sehne, auf das GeschoE eiller Feuerwaffe die Kraft der Pulvergasenur kurze Zeit; aber Pfeil und GeschhE beharren in der Bewegung, dieihnen mitgeteilt ist, noch längere Zeit nachher.Damit einem Körper eine Bewegung mitgeteilt oder genommen werde, isteine gewisse Z e i t erforderlich, während welcher die den Bewegungszustandändernde äuEere Kraft auf den Körper einwirkt. Aus diesem Grunde muE z. B.das in Ruhe befindliche Glas mit Wasser pI ö t z li eh in Bewegung gesetzt werden,wenn das Wasser überschwappen soll, weil s on s t die Bewegung des Glases sichauf das Wasser übertragen würde, so daE dieses die Bewegung des Glasesmitmachen könnte. (Nächstdem kommen auch Kohäsion und Adhäsion mit inBetracht.) - Aus dem Gesagten geht hervor, daE es, streng genommen, keinemomentan oder augenblicklich wirkende Kraft gibt. Trotzdem wird von mo ID e n­ta n e n Kr ä ft e n gesprochen; es werden darunter solche Kräfte verstanden, dienicht eine Hingere Anzahl von Zeiteinheiten hindurch in stets der gl ei c he n Weiseauf einen Körper einwirken. (Siehe Kapitel 4, Abschnitt "Arten der Kräfte".)Erlöschen der Bewegungen. Die Tatsache, daß jede Bewegungauf der Erde schließlich doch ein Ende nimmt, erklärt sichdaraus, daß ihr die (schon erwähnten) Kräfte der Re i b u n g unddes Luftwiderstandes entgegenwirken.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig1. Materie und Kraft; Trägheit und Reibung. 5Reibung. Die Re i b u n g ist der Widerstand, den die Bewegungeines Körpers erfährt, der einen andern Körper berührt, welcherdie Bewegung des ersteren entweder "'ar nicht oder nicht in derselbenWeise (mit derselben Geschwiudigkeit) mitmacht. Sie wirddadurch hervorgerufen, daf.i die Erhabenheiten einer jeden der sichaneinander vorbei bewegenden Flächen in die Vertiefungen der andereneingTeifen und nun entweder abgerissen oder aus den Vertiefungenheraus- und über darauf folgende Erhabenheiten hinweggehobenwerdeu müssen, wenn die Bewegung überhaupt stattfinden soll.(Das erstere geschieht mehr bei rauhen, das letztere mehr beiglatten Flächen.) Die Reibung ist um so größer, je größer derDruck zwischen den sich berührenden Körpern ist und je· rauher dieAbb. 1 a. Offener Treibriemen.Abb. 1 b. Gekreuzter Treibriemen.reibenden Flächen sind. AUßerdem hängt die Größe der Reibung vonder Natur der Stoffe ab, zwischen denen sie stattfindet (Adhäsion).Durch geeignete Schmiermittel kann der Reibungswiderstand verringertwerden; (in erster Linie, weil durch das Schmieren diereibenden Flächen glatter werden). Zu merken ist, daß Schmiermittel,welche in den Körper ßinziehen, die Reibung nicht vermindern;daher wird Holz mit Talg oder harter Seife, nicht abermit 01 geschmiert; letzteres eignet sich für Metalle. - Als Re i -b u n g s - K 0 e f f i z i e n t e n bezeichnet man das Verhältnis der Kraft,die nötig ist, die Reibung zu überwinden, zur Last, welche dieReibung hervorruft (das Verhältnis von Reibung und Druck). -Von der Größe der reibenden Flächen ist die Reibung unabhängig.Es gibt zwei Arten von Reibung: gleitende und rol~de oder wälzend e Reibung; letztere findet da statt, W() eTn runder Körper (Kugel, ZylinCler,~a~ usw.) über eine Unterlage hinwegrollt. Bei der B.eweg~ng vonZ~pfen~n Ihren Pfannen ist die Reibnng eine gl e i t end e. - DIe gleItende Rerbung1st größer als die rollende.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig6 2. Allgemeine Eigenschaften der KtJrper.Zu große Reibung ist uns beim Ziehen von Wagen, beim Betriebe vonMaschinen usw. lästig; aber gäbe es gar keine Reibung, so könnten wir wedergehen noch stehen, noch etwas in den Händen halten, noch einen Wagen fortbewegen,noch die größte Zahl unserer s?nstigen Verrichtungen erfüllen. -Erhöhung der Reibung findet z. B. statt beIm Bestreuen der Straßen mit Sandoder Asche im Winter.Häufig wird beim Betriebe der Maschinen eine besondere Anwendungvon der Reibung gemacht; so wird mittels des Tl' e i b I' i e m e n s oder der Tl' e i b­schnur (auch Transmission oder Schnur ohne Ende genannt) die Bewegungeines Rades auf ein anderes übertragen. (Sehwungmaschine, Drehbank.)Der Treibriemen ist ein Riemen, dessen Enden aneinander befestigt sindund der zwei Wellräder oder Riemenscheiben (siehe später: Kapitel 5)umspannt. Man unterscheidet den 0 f f e n e n und den ge k re uzt e n Treibriemen.(Abb.. 1 a und 1 b.)Wird eins der Räder (z. B. das in den Abbildungen links befindliche,größere Rad) in der Richtung des Pfeils in Umdrehung versetzt, so erfährt esbei straff angespanntem Riemen an diesem eine so starke Reibung, daß dieBewegung von Rad und Riemen gegeneinander (derart, daß der Riemen stillstehenund das Rad sich an ihm vorbeibewegen würde) unmöglich gemacht undstatt dessen der Riemen, den anderweit keine genügend große Kraft festhält,mit fortbewegt wird; er selbst setzt seinerseits das rechts befindliche Rad -ebenfalls anf Grund der Reibung, die er an demselben erfährt - in Umdrehung,und zwar in Abb. 1 a (bei offenem Riemen) in dem seI ben Sinne wie das linkeRad, in Abb. Ib (bei gekreuztem Riemen) im entgegengesetzten Sinne.2. Allgemeine Eigenschaften der Körper.Längen-, }'lächen. und Körpermessung. Die Ausdehnung einesKörpers kann in dreifacher Hinsicht ge me s sen werden; danachunterscheidet man 1. Längen" oder Linear-, 2. Flächen-,3. KÖl'per-Ausdennung. Alles Messen beruht auf einer Verglei c h u n g des zu messenden Körpers mit einem andern Körper,der ein für allemal be s tim m t und in bezug auf die zu messendeEigenschaft (hier die Ausdehnung) be k an nt ist. Dieser Körperheißt das Maß und, weil ihm die Maßzahl 1 beigelegt wird', genauerdie Maß ein h e i t.Es gibt, entspr~chend den drei Arten der Ausdehnung,Längen-, Flächen-.und Körpermaße. Die Lä,ngeneinheit ist das,M.eter (zuerst in Frankreich eingeführt, 1799, zur Zeit der ersten~'französischen Revolution), dessen Länge annähernd gleich demzehnmillionten Teil eines Viertel-Meridians der Erde ist. Ein solcherViertel-Meridian der Erde (die Entfernung eines Pols vom Äquator)heißt auch Meridianquadrant der E.rde oder Erdquadrant.1 Meter (m) = 10 Dezimeter (dm) = 100 Zentimeter (ern) = 1000 Millimeter(mm). 1 Mikromillimeter (p .) ~ 1 tausendstel Millimeter = 1~6 moder 10-6 m;das Mikromillimeter wird abgekürzt auch Mikrometer oder 'Mikron genannt.1 Millimikron (f'f') = 1 tausendstel Mikron = 1 milliontel mm = 10- 0 m. 1 Kilometer(km) = 1000 m. .1 Megameter = 10" moder 1000000 m. 7'/2 km = 7500 m= 1 (deutsche geogr.) Meile. l.?. ..!:i?ogr. Meilen = 1 _G,radj10) des Erdäquators.Ält e I' e L ä n gen maß e sind der rheinische und preUßische FUß und derPariser FUß.1 m = 3,186 rhein. FUß = 3,078 Par. FUß. 1 rhein. FUß = 12 Zoll (1' = 12") ;1 Zoll = 12 Linien (1" = 12"'). Hiernach ist 1 m = rund 381/4 rhein. Zoll. -12 Fuß = 1 Rute. 1 rhein. FUß = 0,314 m (also ca. = 1/3 m);1 Rute = 3,765 m.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig2. Allgemeine Eigenschaften der Körper. 7Bei den alten Römern waren 8 Stadien = 1 Meile .. Sonstige LängenmaEe: 1 Seemeile = 1852 m (also ca. = 1/4 geogr.MeIle). 1 engl. Meile = 1609 m; 1 engl. Meile = 1760 Yards; 1 Yard = 36engl. Zoll = 0,914 m = 91 cm = ca. 3 FuE. 1 russ. Werst = 10G7 m, also nahezu1 km. 1 Faden oder 1 Klafter = 188 cm oder ca. 6 FuE.Hierbei sei bemerkt daE die älteren MaEe sehr verschieden waren je nachd~m Lande, in dem sie 'Geltung hatten. Daher begegnet man vielfachen vel'­wIrren~en Abweichungen, denen erst die Einführung von Norm alm aß e n,zumal Internationalen NormalmaEen den Garaus gemacht hat.Die Flächeneinheit ist das Quadratmeter (qm oder m').1 Ar (a)= 100 m 2 • 1 Hektar (ha) = 100 Ar = 10' m 2 • 1 Quadratrute = 14,2 qm. 1 preuE.Morgen = 180 Quadratruten = 2556 qm.Die Rau m ein h e i t (Einheit für die Körpermessung) ist das Ku b ik m e ~ e r(cbm oder mal. Häufiger noch bedient man sich bei der KörperIhessung, lIlSbesonderewenn es sich um Flüssigkeiten handelt, des Liters (1), welches einHohlmaß ist; 11 = 1 Kubikdezimeter (cbdm oder dm3 ) = 1000 Kubikzentimeter(cbcm oder cm'). 1 cbm = 1000 1. 1 Hektoliter = 100 1.Den Rauminhalt eines Körpers bezeichnet man als sein Vo I um(oder Volumen)'--------..Da für di~' meisten wissenschaftlichen Berechnungen das Meterzu grOß ist, so ist man übereingekommen, den Messungen im allgemeineneine niedrigere Längeneinheit: das Zentim e tel' zugrundezu legen. (Vgl. hierzu den Abschnitt "Absolutes Maßsystem".)Teilbarkeit. Unsere Erfahrung lehrt uns, daß alle Körper)E\il b ar sill

Digitale Bibliothek Braunschweig8 2. Allgemeine Eigenschaften der Körper.Teilen zusammengesetzt sein, wasWirklichkeit nicht möglich ist.unbegrenzte Teilbarkeit.Atome und Moleküle.aber innerhalb der materiellenNur in Ged anke n gibt es eineDie kleinsten Teile eines Körpers, dieweder durch mechanische oder sonstige physikalische Mittel nochauch durch chemische Kräfte weiter zerlegt werden können, hat manAtome genannt. Diese Atome, genauer: die chemischen Atomelagern sich zu Molekülen (oder MolekeIn) aneinander. Klar istdies ohne weiteres, wenn es sich um ch emische Ver bin dun genhandelt. Aber auch in den chemischen EIe me n t e n oder G run d­s toff e n (den Bestandteilen der Verbindungen) sind die Atome imallgemeinen nicht isoliert (oder getrennt) vorhanden, sondern lagernsich - meist zu zweien - aneinander und bilden auch so (zufolgedes Avogadroschen Gesetzes - vgl. das Register!) Elementar-Moleküle,die den Molekülen der chemischen Verbindungen (soweit es sich umden gasförmigen Zustand oder um Lösungen handelt) physikalischgleichwertig sind.Die neueste Forschung hat nun aber auf dem Gebiete der Radium­Untersuchungen, wonach z. B. das Element Radium Emanationen vonanderer chemischer Eigenart aussendet, zu der Ansicht geführt, daßdas chemische Atom nicht als eine einheitliche, unteilbare Substanz anzusehenist, wie es im Namen ausgesprochen liegt, sondern weitereBestandteile besitzt. Damit ist eine yon mir in der 2. Auflage diesesWerkes zwecks Erklärung des Volum-, resp. spezifischen Gewichtsaufgestellte Theorie bestätigt worden: das chemische Atom bestehtaus noch kleineren Teilen, letzten Endes den M ass e n - A tom e n, die,obzwar außerordentlich klein und auf keine Weise sinnlich wahrnehmbar,doch von endlicher räumlicher Größe und alle von vollkommengleicher Beschaffenheit sind. (V gl. hierzu den Abschnitt"Masse".)Daß hiernach das Wort "Atom" sich nicht mehr mit dilm Begriff"Atom" genau deckt, sondern der letztere eine Erweiterung erfahren hat, brauchtuns nicht stutzig zu machen. Das Wort wird beibehalten, trotzdem die fortschreitendeErkenntnis oder das menschliche Können die mit ihm bezeichneteSache anders auffaßt oder herstellt, als es im Worte liegt. So sagen wir z. B.auch Schreib f e der z~ dem, was einst eine wirkliche Feder (eine Vogelfeder)war, heutzutage aber em gebogenes Stahlplättchen ist; der Bleistift enthält keinBlei mehr! sondern Graphit usw. In unserm Falle sind das physikalische unddaL chemIsche Atom zwar aufbauende Grundteile der Körper, aber nicht dieIemen, kleinsten, wie die 'Vissenschaft früher irrtümlich dachte.Die Massen-Atome treten in verschiedener Anzahl und mannigfacherLagerung - vielleicht in stufenweiser Ordnung - zu denchemischen Atomen, diese zu den Molekülen zusammen.Im wesentlichen sind es die Moleküle, die bei den physikalischen:; ~cheinungen eine Rolle spielen, während die Umlagerung und der... :....... _Austausch von chemischen Atomen im allgemeinen den chemischen,,: Prozessen zugrunde liegt.Weitere allgemeine Eigenschaften der Körper. Zu den allgemeinenEigenschaften der Körper r.echnet man aUßer den bereits genannten,nämlich: Ausdehnung, Undurehdringlichkeit, Bewegungs-http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig2. Allgemeine Eigenschaften der Körper. 9fähigkeit, Trägheit, Teilbarkeilt (Porosität) noch einige weitere, diedurch die Wirksamkeit gewisser allgemeiner Kräfte zustandekommen. Es sind: die Sch:were , die KpQäsion und dieAggregatzustände, sowie die Veränderlichkeit des Rauminhalts oderVolums-'Ger Körper.Schwere und Schwerkraft; Gewicht (vgl. auch Kap. 4). ? i e ISchwere ist diejenige Eigenschaft eines Körpers, welche es bewIrkt, \daß der Körper, ohne Unterstützung gelassen, sich dem Erdmittelpunkteso weit als möglich nähert, oder daß er, wenn er unterstütztwird, auf seine Unterlage drückt, bzw. auf den ihn inhängender Lage haltenden GegenstancC einen Zug ausübt. - Ander Größe dieses Druckes oder Zuges erkennt man die Größe derSchwere oder das Gewicht des Körpers (vgl. Kap. 4, Abschnitt "Gewicht").- Die Bewegung eines Körpers in der Richtung nach demErdmittelpunkte nennt man Fall (bzw. das Fallen). - V gl. ebenfallsKap. 4. --Da nun (nach dem Beharrungsgesetz) ein Körper nicht vonselbst in eine Bewegung eintreten noch danach s tr e ben kann, dieBewegung auszuführen, so mUß es eine Kraft geben, welche dasFallen der Körper veranlaßt oder allgemeiner: welche die Ursacheihrer Schwere ist. Diese Kraft hat den Namen Sc h wer k l' a f t. -Dieselbe wirkt nach dem Gesagten überall auf -der Erdoberftächein der RiChtung nach dem Erdmittelpunkte hin.Cber das Wes e n der Schwerkraft wissen wir nichts Genaues; es könnenn.ur Annahmen oder Hypothesen darüber aufgestellt werden. Die Art, wieSICh die Schwerkraft äUßert, gleicht denjenigen Erscheinungen, welche wü~ahrnehmen, wenn ein Körper von einern andern an gez 0 gen wird (etwa mittelsemes Strickes, der beide verbindet). Daher hat man die Schwerkraft auch alseine Anziehungskraft, und zwar genauer als die An zieh u n g s k raft der Erd e(auch Erdanziehung) bezeichnet. Von einer wir k li c h e n Anz,iehung kann indessennicht die Rede sein; wir haben es nur mit dem Bi I d eeiner Anziehungzu tun, mit Erscheinungen, die den Anziehungserscheinungen ähnlich sind.4-.!tra,]rtion. Der englische Physiker Isaak Newton (1642 bis1727) stellte das Gesetz der allgemeinen Anziehung allerTe i I e der M at e l' i e auf. In der Tat zeigt sich nicht nur zwischender Erde und den ihrem Bereich angehörenden Körpern,sondern auch zwischen den verschiedenartigen Himmelskörpern ein(gegenseitiges) Annäherungsstreben. Die zwischen den HimmelskörpernherrsGhende Anziehung heißt G r a vita ti 0 n. Da die Erdemit zu den Hfullnelskörpern gehört, 'erStreckT'siCh' die Gravitation. auch auf sie. Die gegenseitige Anziehung - oder besser gesagt:das ge gens e i tig e Annäherungs stre ben - räumlich entfernterKörper überhaupt (also auch einander viel näherer Körper)bezeichnet man als At tr ak t ion.Masse. An der GrMe der Schwere oder dem Gewicht einesKörpers läßt sich die Menge der Materie, die er darstellt, oder seineM ass e erkennen. Da man die k lei n s t enTeile der Materie, dieMassen-Atome, sämtlich als gleichartig, insbesondere also als gleichschwer anzunehmen hat, ist ein Körper um so schwerer (stellt er um somehr Materie dar), aus je mehr Massen-Atomen er besteht. Die A n-http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig10 2. Allgemeine Eigenschaften der Körper.zahl der Massen-Atome eines Körpers heißt seine Masse;oder auch: Die Masse ist die Summe der Stoffteilchen,aus denen der Körper besteht. Ein Maß der Masse eines Körpersist sein Gewicht. Aber dies nur für die Verhältnisse auf einem unddemselben Weltkörper, z. B. der Erde; auf anderen Weltkörpern alsder Erde würden die irdischen Körper andere Gewichte aufweisen,weil die Schwerkraft auf diesen Weltkörpern , ihrer Masse entsprechend,eine andere sein würde; die Masse eines bestimmtenK ö I' per s aber würde im ganzen Weltraum stets unveränderlichdieselbe sein.GewichtsmaJ3e. Als M ass e n - oder Ge w ich t sei n he i t hatman dasjenige Gewicht gewählt, welches ein Ku bi k zen tim e te I'I' ein e n (destillierten) Was seI' s unter gewissen Bedingungen b e­si t z t, nämlich wenn es sich 1. im Zustande der größten Dichtigkeit(bei + 4° Cl, 2. unter 45° geographischer Breite, 3. im Meeresniveauund 4. im luftleeren Raum befindet. Dieses Gewicht heißtein GI' am m. - Die genannten Bedingungen sind erforderlich, weilsich das Gewicht eines und desselben Körpers mit der Dichtigkeit,der geographischen Breite (vgl. Kapitel 4, Abschnitt "Fallbeschleunigung"),der Höhe über dem Meeresspiegel und der Luftbeschaffenheit(Luftdichte) ändert.1 Gramm (g) = 10 Dezigramm (dg) = 100 Zentigramm (cg) = 1000 Milligramm(mg). 1 Kilogramm (kg) = 1000 g. 1 Tonne (t) = 1000 kg. 1 Mikrogramm(1') = 1 milliontel g = 1 tausendstel mg. 1 preuß. Pfund (il) = 1/2 kg= 500 g.1 1 Wasser (= 1000 ebern) wiegt 1000 godel' 1 kg.AUßer den genannten Gewichten waren früh e l' noch besondere Me diz in a 1-gewichte im Gebrauch: das Medizinal-Pfund (libra), die Unze (uncia), dieDrachme (drachma), der Skrupel (scrupulus), das Gran (~ranum). Das Pfundhatte 12 Unzen, die Unze 8 Drachmen, die Drachme 3 Skrupel, der Skrupel20 Gran. Die Anzahl der Gewichtseinheiten wurde in römischen Ziffern hinterdas betreffende Gewichtszeichen geschrieben.1 Skrupel (3 i) = 20 Gran (gr. XX).1 Drachme (3 I) = 3 Skrupel = 60 Gran.1 Unze (3 I) = 8 Drachmen = 24 Skrupel = 480 Gran.Umrechnung in neueres Gewicht: 1 Unze = 30,00 g; 1 Drachme =3,75 g; 1 Skrupel = 1,25 g; 1 Gran = 0,06 g.Das gewöhnliche preuß. Pfund wurue in 32 Lot (1 Lot = 15 g), das Lot in4 Quentchen (1 Qu. = 33/4 g) eingeteilt.Nach dem Angegebenen war: 1 Lot = 1/2 Unze, 1 Quentchen = 1 Drachme.Absolutes l\laßsystem. Auf die physikalischen Größen Raum,Masse (bzw. Gewicht) und Zeit, und zwar auf deren EinheitenZentimeter, Gramm und Sekunde hat man das sogenannte a b­salute Maßsystem gegründet (Paris, 1884), das jetzt bei wissenseh a f tl ich e n Messungen und Rechnungen an Stelle des früheren,von Gau ß und Web er gewählten, auf Millimeter, Milligramm undSekunde gegründeten Maßsystems in Anwendung ist. Man bezeichnetes als das Zentimeter-Gramm-Sekunden-System oder kurzals das C.G.S.-System. - Eine Sekunde ist der 86400 ste Teil desmittleren 8onnentages, d. h. der im Verlaufe eines Jahres mittlerenoder durchschnittlichen Dauer des Sonnentages (der Zeit zwischenhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig2. Allgemeine Eigenschaften der Körper. 11zwei aufeinander folgenden Kulminationen oder Mittagsstellungender Sonne).Von den Grundmaßen Zentimeter, Gramm und Sekunde werdena~le anderen in der Physik vorkommenden Maße abgeleitet, so daßdieselben auch in ge gen sei t i ger Abhängigkeit stehen.I

Digitale Bibliothek Braunschweig12 2. Allgemeine Eigenschaften der Körper.Gr a vi ta ti 0 n skonstan te bezeichnet. Dieselbe ist also nach dem C.G.8.-Systemdie anziehende Wirkung zwischen zwei Massen von je 1 g, die (oder gena,uer:deren Massenmittelpunkte) 1 cm weit voneinander entfernt sind.Kohäsion und Adhäsion. Während die Attraktion eine Kraft}ist, die zwischen )e zwei. beli~bigen ge~::nnter: Körpern nach. dem­'. selben Gesetze wIrksam 1st, gIbt es Krafte, dIe entweder zWIschenden Teilen eines und desselben Körpers (in seinem Innern)oder an der Grenze zweier sich berührender Körper auftretenund gleichfalls ein Annäherungsstreben verschiedener Teile derMaterie herstellen; zu diesen Kräften gehören die (S. 9 erwähnte)Kohäsion und die Adhäsion. Ihre Wirksamkeit hiingt von derNatur der Körper ab:-

Digitale Bibliothek Braunschweig2. Allgemeine Eigenschaften der Körper. 13meisten Körper kann man, einesteils durch Änderungen des äußerenDruckes, andernteils und hauptsächlich durch Vermittlung der Wärme,aus ein em Aggregatzustand in den benachbarten überführen, siekommen also in z w e i Aggregatzuständen und viele Körper sogarin allen d I' e i Aggregatzuständen vor (z. B. das Wasser, der Schwefelu. a.). -Hervorgehoben möge noch werden, daß - wie überall inder Natur - die G ren zen zwischen elen verschiedenen Aggregatzuständenkeine scharfen sind, sondern daß es Übergänge gibt.J

Digitale Bibliothek Braunschweig2. Allgemeine Eigenschaften der Körper.'Vil'd die Elastizitätsgrenze überschritten, so entsteht bei einigen Körperneine bleibende Änderung in der Anordnung ihrer Teile, ohne dafi der Zusammenhangder Teile gänzlich gelöst wird; bei anderen tritt ein Zerreifien,Zerbrechen oder Zerspringen, d. h. eine plötzliche und vollständige Aufhebungdes Zusammenhangs der Teile ein. Jen e ~ö~'per nennt man bi e g sam (z. B.Blei), dehnbar (z. B. Gold), geschmeIdIg (z. B. Wachs); diese heißenspröde (Glas, Antimon n.a.). Die genannten Ausdrücke werden insbesondere beiKörpern mit niedriger Elastizitätsgrenze angewendet. Ist die Elastizitätsgrenzeeine hohe und wird jenseits derselben der Znsammenhang der Teile aufgehoben,so nennt man die Körper im engeren Sinne el as t i s eh. Doch gibt es auch hierübergänge. - Eine be son der e Art der S pr ö d ig k ei t zeigen viele Mineralien,indem sie beim Zerspringen regelmäfiig gestaltete Bruchstücke liefern; man bezeichnetdiese Eigenschaft als S p alt bar k e i t (Beispiel: der. Kalkspat).Die Kohäsionsverhältnisse der festen Körper unterliegen mancherleiÄ nd e run gen, welche durch die Wärme, die Art der Bearbeitung,denen man die Körper unterwirft, sowie geringe fremdartigeZusätze hervorgerufen werden.Der Einflufi der Temperatur (oder des Wärmegrades) auf die Kohäsion istsehr bedeuteud. Im allgemeinen bewirkt Erniedrigung der Temperatnr Zunahmeder Kohäsion, Erhöhung der Temperatur Abnahme derselben. - Glas nimmtan der ihm sonst eigenen Sprödigkeit ab und wird zäher wenn man es, nachdemes gegossen ist, einem längeren Aufenthalt in heifiem 61 (bei 300°) unterwirft(Hartglas). .Gehltmmertes oder galvanisch niedergeschlagenes Kupfer ist dichter undfester als gegossenes. Ein elastischer Körper verliert durch zu häufige Veränderungen seiner Gestalt an Elastizität.Eisen weist je nach seinem Kohlenstoffgehalt ver s chi e den e - auf derKohäsion beruhende - Eigenschaften auf: als Gufieisen, welches 11m meistenKohlenstoff enthält, ist es hart und spröde, als Stahl elastisch und als StaboderSchjniedeeisen zäh und dehnbar und läfit sich im weifiglühenden Zustandesc h w ei fi e n, d. h. es lassen sich getrennte Stücke durch Hämmern vereinigen.- Ist Zink durch eine geringe Beimengung von Arsen verunreinigt, so läßt essich nicht zu Zink draht ausziehen. - Fremde Metalle enthaltendes Gold büßterheblich an Dehnbarkeit ein.{l'lüssigkeiten. Die t r 0 p f bar f I Ü s si gen Körper haben zwarnoch Kohäsion, aber sie ist nur gering. Sie besitzen noch einenbestimmten Rauminhalt (ein bestimmtes Vohlm); aber da ihre TeileSChOll durch die kleinste Kraft verschiebbar sind, so fehlt ihnen dieselbständige Gestalt, und sie nehmen die Gestalt des Ge f ä 1.i es an,in welchem sie sich befinden. Sie lassen sich ferner nur in äu1.ierstgeringem Ma1.ie komprimieren.Das Vorhandensein der Kohäsion erkennt man aufier an dem Besitz einesbestimmten Volums noch besonders an der Bildung von Flüssigkeitsstrahlen beimAusfliefien; von Flüssigkeitsfäden beim Eintauchen und Herausheben eines festenKörpers aus einer Flüssigkeit; von Tropfen, wenn kleine Mengen einer Flüssigkeitin einer anderen Flüssigkeit oder einem Gase frei verteilt sind.Flüssigkeiten, w:lche beim Ansgießen leicht Tropfen bilden, heifien d ü n n­fl ü s s i g (Weingeist, Äther, Benzin u. a.); solche, die es nicht leicht tun, sonderndie Form, welche sie angenommen haben, mehr zu erhalten streben, die k - oderzähflüssig, fadenziehend, auch sämig oder besser seimig (fette Öle,namentlich Rizinusöl, konz. eng!. Schwefelsäure, Honig, Sirup, Klebgummi nsw.nnd vor allem die Balsamarten).Schaumbilduug von Fliissigkeiten. Wenn in einer zähen FlüssigkeitGasblasen aufsteigen, so zerplatzen sie nicht sogleich an der Oberfläche, sondernbleiben, von einer dünnen Flüssigkeitshaut umgeben, nebeneinander liegen undbilden den Schaum. (Bier, Champagner, aufkochende Milch usw.) Ebenso haltensich in die Luft steigende Seifenblasen einige Zeit in geschlossener Form. Inhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig~ 2~ Allgemeine Eigenschaften der Körper. 15diesen Fällen bewirkt die größere Kohäsion eine beträchtlichere Oberflächenspannung(vergl. diese - Register!) der Flüssigkeit und damit eine bedeutendereWiderstandsfähigkeit gegen äUßeren wie inneren Druck. Gelan~t ab~r z. E.Fett in den Eierschaum, so wird (weil dieses spezifisrh leichter 1st) dIe Oberflächenspannungherabgemindert, und der Schaum fällt zusammen. (Vergl. d.Abschnitt "Oberflächenspannung der Flüssigkeiten".)Eei dünnflüssigen Stoffen platzen die an die Oberfläche gelangenden Gasblasensofort, und eine Schaumbildung unterbleibt, wie beim Selt81'ser Wasseroder Selterwasser, das ebenso wie Eier und Champagner Kohlensäure enthält.Gase. Die Kohäsion der 1 u f t f ö r m i gen K ö rp e r ist gleichNull. Die Folge davon ist, daß die inneren Kräfte derselben (die Ätherstöße,die Stöße der Körpermoleküle und das Beharrungsvermögender letzteren) sich frei entfalten und das Volum der Körper zuvergrößern streben. Die Gase suchen daher jeden ihnen zur Verfügungstehenden Raum vollkommen auszufüllen. Nur durch allseitigenäUßeren Widerstand, durch äUßeren Druck, werden siezusammengehalten. Da die Gase, wenn sie durch besondere äUßereKräfte zusammengedrückt worden sind, nach dem Aufhören derWirksamkeit dieser Kräfte sich wieder auf ihr früheres Volum ausdehnen,hat man sie auch. el ast i s ehe F 1 ü s si gk eit engenannt.(Vgl. S. 12.)Adhäsion. Die A d h ä s ion ist die Kraft, mit welcher die'reilehen z w eie l' getrennter Körper aneinander haften, die sichinnig berühren (d. h. so berühren, daß die molekularen Wirkungssphärenbeider Körper an· der Berührung's- oder Grenzfläche in einandergreifen).Eine Adhäsion findet zwischen je zwei Körpern statt, mögendie Körper gleichartig oder ungleichartig sein; Bedingung ist nur,daß es zwei (getrennte) Körper sind.In je mehr Punkten sich zwei Körper berühren, desto stärkerist die zwischen ihnen herrschende Adhäsion. Weiche Körper (z. B.Wachs, Harze, Pflaster) adhärieren daher, da sie der Form andererKörper sich anzuschmiegen imstande sind, besser als harte Körper.Zwei Platten aus harten Körpern adhärieren aneinander, wenn siemögliehst eben und fein geschliffen sind. (Hier kann aber neben derAdhäsion auch der äUßere Luftdruck eine mitwirkende Rolle spielen,zumal wenn durch eine zwischen den Platten befindliche Flüssigkeitsschichtdie Luft daselbst entfernt ist.) - Anhängen des Staubesan Möbeln, Wänden, Zimmerdecke. Schreiben mit Bleistift, Kreide,usw. Galvanisches Vergolden, Versilbern und Vernickeln. Anhaftender Zinnfolie an den gewöhnlichen Spiegeln. Adhäsionsbahnen.Da pulverförmige Körper an glatten Flächen weniger leichtadhärieren als an rauhen, so werden feine Pulver seitens der Apothekerin Kapseln aus möglichst glattem Papier dispensiert.Flüssige Körper vermögen infolge ihrer Beweglichkeit - ihrergeringen Kohäsion - feste Körper in zahlreichen Punkten zu berühren;daher ist die Adhäsion zwischen bei den im' allgemeineneine beträchtliehe. Die Adhäsion läßt in diesem Falle deutlich erkennen,daß die beiden aneinander adhärierenden Körper verschiedeneRollen spielen: der eine Körper erscheint dem andern ange-http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig16 2. Allgemeine Eigenschaften der Körper.drückt, während dieser sich mehr passiv - als Träger des ersteren -verhält. Über diese Beziehungen kann das Nähere erst zur Erörterunggelangen, nachdem der Begriff des spezifischen Gewichts festgestelltist. (Siehe Kapitel 6, Abschnitt "Spezifisches Gewicht undAdhäsion ").Benetzung. Wenn bei der Adhäsion zwischen einem festen undeinem flüssigen Körper der letztere dem ersteren angedrückt erscheintund in gewisser Menge daran hängen bleibt, so sagt man:der feste Körper wird von dem flüssigen b.~_ ne t z t. So wird z. B.Glas von Wasser benetzt, von Quecksilber n[chf;VVasser, auf einesaubere Glasplatte gebracht, breitet sich darauf aus, Quecksilberzieht sich in Kugelform zusammen. Trotzdem besteht zwischenQuecksilber und Glas auch Adhäsion; Beweis dafür ist der Umstand,daß eine gewisse Kraft erforderlich ist, um eine Glasplatte, welche eineAbb. 2.Adhäsion beim AusgieJlen von Flüssigkeiten.Quecksilberoberflllche berührt, von letzterer abzurei!.ien (158 g füreine kreisförmige Glasplatte von 118,366 mm Durchmestler).Die Benetzung fester Körper durch flüssige ist die Ursache davon, danFlüssigkeiten beim Ausgiefien aus einem Gefäfie oft an der Aufienwand desselbenherablaufen, wenn nicht durch Anbringung eines Abgufirandes, einerSchnibbe (oder Tülle) oder eines Ausgufirohres dafür gesorgt ist, dafi sich dieFlüssigkeit zu einem mehr oder minder engen Strahl zusammenzieht. Der Gefahrdes Vorbeilaufens der Flüssigkeit kann auch dad\.lrch begegnet werden, dafi maneinen Glasstab, Holzstab, Spatel so gegen den Gefäfirand hält, dafi der Flüssigkeitsstrahldem Stabe adhärieren kann. (V gl. Abb. 2.) Endlich kann man dasVorbeilaufen der Flüssigkeit in gewissen Fällen (die sich nach der Natur derauszugiefienden Flüssjgkeit rich~en). auch dur~h Bestreichen des äufieren Gefäfirandesmit Talg verhmdern. DIes 1st z B. bel ""Vasser und wässerigen Lösungenangängig, weil Talg von W ~sser nicht benetzt wird. (V gl. Kapitel 6, Abschnitt"Spezif. Gewicht und AdhäslOn".)Weitere Adhäsions-Erscheinungen. Das Schreiben mit Tinte,das Malen, sowie alles Kitten, Leimen und Kleben (mit Stärkekleister,Gummi arabicum usw.) beruht auf Adhäsion, und zwar in ersterLinie auf der Adhäsion zwischen festen und flüssigen Körpern;http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig2. Allgemeine Eigenschaften der Körper. 17dadurch, daß der Klebstoff, um eins der Beispiele herauszugreifen,in einer Flüssigkeit verteilt wird, schmiegt er sich den Körpern,welche geklebt werden sollen, innig an und dringt in ihre Porenein, so daß er sie nach dem Trockenwerden fest zusammenhält; esbilden sich Verbindungszapfen des gelösten Klebstoffs vom einen zumandern Körper hinüber. - Auch das Löten gehört hierher.Damit pulverförmige Körper nicht an Gefäßen, in die sie geschüttetwerden, hängen bleiben, müssen diese zuvor trocken gewischtwerden. Als Wischtuch dient ein leinenes 'ruch, weil diesemdie Feuchtigkeit besser adhäriert als einem baumwollenen oderwollenen.Daß auch zwischen verschiedenen f I ü s s i gen Körpern Adhäsionstattfindet, sieht man daran, daß eine Flüssigkeit oft auf einerandern auseinanderfiießt und sie weit überzieht (z. B. Petroleumauf Wasser).Endlich adhäriereu auch die gasförmigen Körper sowohl anfesteu Stoffen wie an .Flüssigkeiten. So haften Riechstoffe oft langeZeit an und in Gefäßen und Seihetüchern trotz gründlichen Auswaschens.Auf Glasplatten, die längere Zeit im Laboratorium gelegenhaben, lagert sich eine Gasschicht ab; zeichnet man mit einemKnochenstift oder dgl. darauf und haucht dann dagegen, so entstehenin folge der ungleichen Kondensation des Wasserdampfs die sogenanntenHa uc h fi gu re n.Besondere Erscheinungen, welche g r 0 f.i e n t eil s auf Adhäsion beruhen,sind die Mischung, die Diffusion, die Emulsion, die Auflösung fester Körper inflüssigen, das Aufschwemmen und die Absorption der Gase durch Flüssigkeitenund poröse (feste) Körper.Schichtet man zwei Flüssigkeiten vorsichtig übereinander, so tritt dennochnach einiger Zeit eineMischung ein,wennsie überhaupt mischbar sind.Die Mischbarkeit hängt noch von besonderen Faktoren der inneren Konstitution(Beschaffenheit und Lagerung der Teilchen) ab, die sich in der Zähigkeit usw.offenbaren, welch letztere ni c h tau s s chI i e 13 li c heine Kohäsionserscheinung ist.- Die von selbst sich vollziehende Mischung von Flüssigkeiten wird RlsDiffusion bezeichnet; sie kann auch durch trennende - poröse - Wändehindurch stattfinden. - Die gleichmä13ige Durchdringung und Mischung von Ga sen,geschehe sie unmittelbar oder durch eine poröse Wand, heif.it gleichfalls Diffu sion.Nach dem Dal tonschen Gesetz breitet sich jedes Gas innerhalb eines andernallmählich ebenso aus wie in einem leeren Raum. Es scheint, da13 sich bei derDiffusion der Gase (und anch der Flüssigkeiten) neue Moleküle bilden, da -was hier vorweg erwähnt sein niögo - ein Gern i sc h zweier Gase, z. B. Wasserstoffund Sauerstoff, den Schall, das Licht, die Wärme und die Elektrizitätgleichmä13ig leitet; bei einem getrennten Nebeneinander der Moleküle "{fesWasserstoffs und des Sauerstoffs mü13ten die Schallwellen usw. z-u er s t vondem einen und e t was s p ä t e r von dem andern Stoff vom einen Ende einerbestimmten Strecke an das entgegengesetzte geleitet werden. (V gl. hierzu auchden Abschnitt "Dampfsättigung i Da I ton sches Gesetz" im 11. Kapitel: "Wärmelehre".)- Eine besondere, der yölli9:en Mischung nicht gleichzusetzende Adhäsionserscheinungist die Emu 1 s ion. bie tritt eill, wenn man beispielsweise Öl undeine Lösung von Gummi ar:1bicum durch Schütteln oder Rühren innig durchundineinander bringt; hierdurch löst sich das Öl in äu13erst feine Tröpfchenauf, die sich in der wässrigen Flüssigkeit gleichmä13ig verteilen. - Die Milch isteine Emulsion des Butterfettes in der wässrigen, S:11ze usw. enthaltenden Milchflüssigkeit.In rein em Wasser verteilt sich Öl nicht - wenigstens nichtdauernd - in gleicher Weise: die Adhäsion zwischen bei den Flüssigkeiten istdazu zu gering.i:lchule der Pharmazie. UI. 4. Aufl. 2http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig18 2. Allgemeine Eigenschaften der Körper.Die Au fl ö s u n g oder kurz Lös u n g fester Körper in Flüssigkeitenkommt (hinsichtlich der Innigkeit de;- Verschmelzung) einer Mischung zwischenzwei Flüssigkeiten gleich. Dafi b61de Arten von Vorgängen keine re in e nAdhäsionserscheinungen sind, sondern zum Teil den chemischen Vorgängen nahe·stehen, erkennt man - abgesehen von der zuvor angeführten Betrachtungunter anderm an den auftretenden Wärmeerscheinungen. Beispielsweise erfolgteine Erwärmung beim Mischen von Alkohol und Wasser. Beim Auflösen vonSalzen in Flüssigkeiten tritt überwiegeud eine Temperaturerniedrigung ein.(Vgl. den Abschnitt "Lösungswärme".) - Wenn sich beim Lösungsprozefi konzentriertere(d. h. an gelöstem Stoff reichere) Schichten mit verdünnteren mischen,so entstehen infolge verschiedener Lichtbrechung Flüssigkeitsstreifen : die sogenanntenSchlieren. - Als eine Art der Lösung ist auch das Am al garn i e ren,d. h. das Verschmelzen von Metallen mit Quecksilber, anzusehen. Die meisten L e­gi e ru n gen der Metalle dagegen sind als chemische Verbindungen zu erachten,da dieselben vorwiegend in bestimmten Mengen-Verhältnissen stattfinden. - DasAufschwemmen oder Suspendieren besteht darin, dafi man einen festen(oder auch flüssigen) Körper, fein verteilt, mit einer Flüssigkeit mischt, in derer sich nicht löst. Man kann demnach auch sagen, dal.i in den Emulsionen eineF I ü s si g k e it in einer andern suspendiert ist. - Besondere hierher gehörigeOperationen sind das Schlämmen, Klären oder Schönen und das Dekantieren;beim Klären und Dekantieren handelt es sich darum, einen suspendierten Körpervon seinem Suspensionsmittel zu trennen.Einer Auflösung gleich zu erachten ist die Absorption der Gase durchFlüssigkeiten. Wasser absorbiert Luft, Kohlensäure und andere Stoffe. (Luftperlenin abgestandenem Wasser, Kohlensäure im Selterwasser.) Erhöhter Druckverstärkt die Auflöslichkeit der Gase in Flüssigkeiten, Erwärmung vermindertsie. Wasser absorbiert bei gewöhnlicher Temperatur und gewöhnlichem Atmosphärendruck etwa sein gleiches Volum Kohlensäure, bei doppeltem Atmosphärendrucksein doppeltes V olum Hsf. In der Siedehitze verliert es allesabsorbierte (oder verschluckte und gelöste) Gas.Poröse feste Körper, wie Holzkohle, Platinschwamm H. a., verdichten mancheGase durch Absorption in aufierordentlichem Mafie, oft bis zum Hundertfachenihres eigenen V olums. (Dies ist beim D ö be r ein ersehen Feuerzeug oder derWasserstoff-Zündmaschine der Fall; infolge der Verdichtung des Wasserstoffsin einem Stückehen Platinschwamm, gegen das er strömt, tritt Erwärmung unddadurch Entzündung des Wasserstoffs ein. - Vgl. Wärmelehre.) - Im Unterschiedevon dieser Erscheinung der Ab s 0 r pt ion bezeichnet man das zuvorerwähnte Adhärieren von Gasen an der 0 b e rfl äch e fester Körper, worauf dieHauchfiguren zurückzuführen sind, wohl auch als Adsorption.Körper, welche leicht Wasserdampf aus der Luft anziehen, heifien hy grosk 0 pis c h. Stark hygroskopisch sind Schwefelsäure und Chlorcalcium. Siedienen daher zum Trocknen chemischer Substanzen (im Trockenschrank) sowiezur Bestimmung des Wasser-(oder Feuchtigkeits-) Gehaltes eines Körpers (ausder Gewichtsvermehrung des hygroskopischen Körpers bestimmbar).Daß Adhäsion und Kohäsion ver w an d te Kräfte sind, zeigtsich darin, daß in gewissen Fällen die Adhäsion zwischen zweiKörpern in Kohäsion übergeht; so können zwei durch starkenDruck aufeinander gepreßte Bleiplatten oder zwei in der Glühhitzeaneinander geschweißte Eisenstäbe zu einem einzigen Körper vereinigtwerden. (Vgl. S. 14.)I , Veränderlichkeit des Körpervolums. Der Rauminhalt einesKörpers (oder sein Volum) kann auf mehrfache Weise verändertwerden; hauptsächlich durch ~k oder Wär~. Daß die Erscheinungüberhaupt möglich ist, beruht darauf, daß zwischen denTeilchen, aus denen ein Körper zusammengesetzt ist, Zwischenräumevorhanden sind, die sich vergrößern und verkleinern können.Durch Vermehrung des äUßeren Drucks ist es möglich, nicht nurhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig3. Kristallographie. 19den Rauminhalt (oder das Volum) eines Körpers unter Beibehaltungseiner Eigenschaften zu verkleinern, sondern auch den Körper auseinem Aggregatzustande in den benachbarten überzuführen : z. B.Wasserdampf zu verflüssigen. Dasselbe wird durch Entziehung vonWärme oder Abkühlung erreicht, während umgekehrt Zuführungvon 'IVärme das Volum vergrößert, sowie den festen Aggregatzustanddurch den flüssigen und schliel.ilich durch den gasförmigen zu ersetzenimstande ist. Näheres hierüber sowie über wichtige Ausnahmen vondiesem Verhalten der Körper gegenüber der Wärme bringt dieWärmelehre.3. Kristallographie.(Lehre von den Kristallformen.)Kristallisation; Begriff des Kristalls. Wenn man einen festenKörper in einer Flüssigkeit, z. B. Alaun in Wasser, aufgelöst hat,so kann man jenen dadurch wie der erhalten, dal.i man die Flüssigkeit- das sogenannte Lös u n g s mit tel - aus der Lösung beseitigt.Dies geschieht entweder durch offenes Stehenlassen derLösung an der Luft - in diesem Falle ver dun s t e t die J:

Digitale Bibliothek Braunschweig20 3. Kristallographie.Zu der Begriffsbestimmung eines ~ristall~ gehören aber noch weitere Umstände.Ein kristallisiert er Körper besItzt mcht nur eine bestimmte äuEereGestalt, die ihm eigentümlich ist und mit sein~r ~h.emischen Natur imZusammenhang steht, sondem es offenbart slCh m Ihm auch eine bestimmtegesetzmäEige Anordnung seiner Moleküle oder g~'ößerer Molekülgruppen (M 0 I e­kular-Aggregate - vgl. S. 28), und zwar msofem, als er nach gewissenRichtungen Unterschiede in der Elastizität und Kohäsion (Härte, Spaltbarkeit.),sowie in dem Verhalten gegen das Licht, die Wärme, die' Elektrizität und denMagnetismus aufweist. Ein amorpher Körper ist nach allen Richtungenhin von gleichartiger Beschaffenheit ').Ein und derselbe Körper kann im amorphen und im kristallisierten Zustande·auftreten. (Beispiele: Schwefel, Kohlenstoff; Kieselsäure, kohlensaurerKalk u. a.) Es sind dann in beiden Zuständen die physikalischen Eigenschaftendes Körpers verschiedene, so z. B. die Farbe, das Verhalten gegen den Eintrittund Durchtritt von Licht, die Wärmeleitung, die Löslichkeit in gewissenLösungsmitteln usw.Unter geeigneten Bedingungen, häufig unter dem Einfluß der Wärme, vermagder eine Zustand in den andern überzugehen. So wird kristallisierterSchwefel durch Schmelzen und rasches Abkühlen amorph.Körper, welche bei dem Mangel einer äUßeren Kristallform docheine regelmäßige innere Struktur besitzen oder welche aus unvollkommenenund in ihrer Form unbestimmbaren (kleinen) Kristallen. zusammengesetzt sind, heißen kr ist all i n i sc he Körper. (Beispiele:Marmor = kristallinisches kohlensaures Calcium oder kristallinischerkohlensaurer Kalk; Alabaster = kristallinisches schwefelsaures Calciumoder kristallinischer schwefelsaurer Kalk; Hutzucker.)Sehr kleine Kristalle, welche in ihrer Zusammenhäufung einemPulver gleichen, nennt man Kr ist a 11 me h 1 (auch kristallinischesPulver).Nicht immer entstehen die Kristalle durch Ausscheidung auseiner Lösung. Andere Entstehungsarten sind die Er s tal' run g(d. h. das Festwerden) fl üssiger Körper und die Erstarrunggas f ö r m i ger K ö r per oder die Sub 1 i m a ti 0 n. Der Schnee bildetsich beispielsweise infolge von Erstarrung atmosphärischen Wassers.Die Kristallbildung allgemein heißt Kr ist a 11 isa t ion.Jedes Lösungsmittel vermag nur eine ge w iss e Me n g e einesfesten Körpers zu lösen, die aUßer von der Natur des Lösungsmittelsund des gelösten Stoffes auch von dem Wärmegrade oderder Temperatur abhängig ist. Eine Lösung, welche die unterden herrschenden Bedingungen grÖßtmögliche Menge des gelöstenStoffes enthält, heißt .s:.~§ ä t tig!. - Als Lös li eh k e i t bezeichnetman die F ä h i g k e i t eines festen Körpers, sich in gewisser Mengein einer Flüssigkeit zu lösen. - Die Löslichkeit der meisten Stoffewächst mit steigender Temperatur des Lösungsmittels. Aus einer;) O. Lehmann hat den Begriff des Kristalls etwas anders gefaßt. Nachihm ist ein Kristall j e der chemisch homogene (gleichartige) Körper, welcher beiAbwesenheit eines durch äuEere oder innere Spannungen hervorgerufenen Zwangesan iso t r 0 p ist, d. h. nicht nach allen Richtungen hin die gleichen physikalischenEigenschaften besitzt. Es gibt hiernach auch fl ü s s i g e Kristalle. - Wir beschränkenuns auf die oben gegebene Begriffsbestimmung. - (über Isotropieund Anisotropie vgl. den letzten Abschnitt dieses Kapitels: "Dimorphie undIsomorphie; Isogonie; Isotropie.") .http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig3. Kristallographie. 21gesättigten Lösung kann man daher im allgemeinen den gelöstenKörper durch Ab k ü h 1 u n g erhalten. Körper, deren Löslichkeit ineinem gewissen Lösungsmittel mit steigender Temperatur nicht zunimmt(z. B. Kochsalz in Wasser), können nicht durch Abkühlen,sondern nur durch überführung des Lösungsmittels in den gasförmigenZustand - durch Verdunsten oder durch Abdampfen derLös u n g (mit Hilfe künstlicher Erwärmung) - zum Ausscheidenbzw. Auskristallisieren gebracht werden.Je langsamer und ungestörter die Ausscheidung eines gelösten Stoffes erfolgt,desto größer und schöner werden die entstehenden Kristalle. SolcheKristalle schließen aber mehr von dem Lösungsmittel nebst den etwa sonst nochdarin enthaltenen Stoffen - mehr von cler sogenannten Mutterlauge -- insich ein als das Kristallmehl. Da letzteres somit reiner ist, wird seine Bildunghäufig dadurch absichtlich herbeigeführt, daß man die erkaltende Lösung miteinem Stabe lebhaft umrührt.Vielfach enthalten die Kristalle bestimmte Gewichtsmengen Wasser, dassie nicht nur mechanisch einschließen, sondern mit dem sie nach derArt der Lösung verbunden sind. Dieses Wasser wird Kr ist a 11 was s e r genannt.Das Verwittern mancher Kristalle besteht darin, daß dieselben beim Liegenin trockener Luft ganz oder teilweise ihr Kristallwasser verlieren. Soda, Bittersalz,Glaubersalz verwittern nach und nach vollständig, indem sie in ein weißesPulver zerfallen, wobei sie die Hälfte ihres ursprüngliehen Gewichts einbüfien.Andere Kristalle verlieren ihr Kristallwasser erst, wenn sie erwärmt werden jin der Siedehitze des "Vassers geben die meisten Kristalle ihr Kristallwasser ab jeinige Körper behalten aber auch dann noch einen Rest desselben, wie Alaun,Eisenvitriol u. a.; erst in schwacher Glühhitze geht auch ihnen die letzte Spurdes Kristallwassers verloren. In vielen Fällen ist mit dem Verlust des Kristallwassersein Farbenwechsel verbunden: der wasserfreie Körper erscheint weifioder doch weifilich gefärbt j recht auffallend zeigt sich dies an dem schön blaukristallisierenden Kupfervitriol. - Diese Erscheinung beruht, ebenso wie das weiIieoder weifiliche Aussehen des Flüssigkeitsschaums, des Nebels, der aus einem Lokomotivschornsteinausgestoßenen Dampfwolken und endlich fester Körper, die aussehr kleinen Bruchstücken zusammengesetzt sind (kristallinischer und gepulverterKörper von sonst farblos-durchsichtiger Beschaffenheit, wie Marmor, Salz, Zucker,Schnee, pulverisiertes Glas und andere pulverisierte Stoffe), auf der vollständigenLichtreflexion an der Oberfläche der einzelnen, z. T. durch Luft oder andereGase getrennten, mechanischen Bestandteile. des betreffenden Körpers. (V gl.das in der Optik über Körperfarben Gesagte.)Kristallform, Die Kr ist a 11 f 0 r m eines Körpers bestehtdarin, daß der Körper von einer bestimmten Anzahl von Fl ä c h e nbegrenzt wird, die unter bestimmten Winkeln gegeneinandergen e i g t sind und b e s tim m t e p h Y s i kali s ehe (untereinandergleiche oder ungleiche) B es eh affe u h e i t haben.Die Ge s tal t der Flächen kommt erst in zweiter Linie in Betracht;sie ist veränderlich und mithin unwesentlich. (V gl. denAbschnitt "Kristallsysteme, S. 22.)Eine jede Kristallfläche wird theoretisch als eine E ben e betrachtet;in Wirklichkeit ist sie keineswegs u n be d in g t eine Ebene,sondern sie kommt einer solchen nur bald mehr, bald weniger nahe.Jeder Fläche am Kristall entspricht eine Parallelfläche oder Gegenfläche(eine Ausnahme hiervon machen gewisse halbflächige Kristalle oder Halbflächner);und nicht nur an der Aufienseite eines Kristalls hat jede Fläche nnd ihreParallele ein Dasein, sondern auch überall im Innern, in paralleler Lage. Dem·entsprechend vermag ein Kristall in seiner Mutterlauge durch Anlagerung neuenStoffes an die Flächen (und somit Bildung ne 11 e r Aufienflächen) zu wa eh sen. -Wenn man einen Kristall parallel einer seiner Flächen teilt, so hat manhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig22 3. Kristallographie.die Bruchstücke (Spaltungsstücke) ihrem Wesen nach nicht als Teile,sondern als vollständige Kristalle zu erachten. Die dabei entstehendenSpaltungsflächen sind die den ursl?riinglichen äUßeren Flächen desc Kristallsentsprechenden inneren Flächen, dIe nun zu äUßeren Begrenzungsflächengeworden sind. Hat ein Kristall SprÜflge, so lassen sich die späteren Spaltungsflächenbereits im Innern des Knstalls erkennen, ehe derselbe in Stückezerfallen ist.Längs der Spaltungsrichtungen ist die Kohäsion eine geringere als nachden übrigen Richtungen im Kristall; und h i er i n hat die Spaltbarkeit ihrenGrund. (Vgl. S. 14.) Nach den verschiedenen, durch die äUßerenKristallflächen dargestellten Richtungen ist die Spaltbarkeit häufig ungleichgroß; bisweilen ist die Spaltbarkeit in gewissen Richtungen so gering, daß denäUßeren Flächen überhaupt keine Spaltungsfläche entspricht. Spaltungsrichtungellvon gl e ich e r Vollkommenheit sind äUßeren Flächen von gleicher physikalischerBeschaffenheit parallel.Je zwei zusammenstoßende Kristallflächen bilden eine K an te ;drei oder mehr zusammenstoßende Kanten bilden eine E c Ke.- Ander Bildung einer Ecke beteiligen sich au 13 e l' den Kanten diezwischen ihnen liegenden Flächen, und zwar sind dies mindestensdrei.Der Winkel zwischen zwei längs einer Kante zusammenstoßendenFlächen heißt K a n t e n w i n k e 1. Die Kantenwinkel derKristalle haben besti.mmte (konstante) Werte. Sie sind von hervorragendsterWichtigkeit für die Erkennung derKristallform. (SieheS. 21.) Sie werden mit dem Goniometer gemessen.j

Digitale Bibliothek Braunschweig3. Kristallographie. 23und bilden zusammen das Ach sen k re n z. Ihre Anzahl ist dreioder vier. Eine durch zwei Achsen gelegte Ebene heißt Ach senebe n e.Eine bestimmte Kristallform wird auf die Weise gekennzeichnet,daß man die Lage ihrer Flächen zu den Achsen angibt.Ehe wir an die Betrachtung der verschiedenen Kristallsysteme und ihrerKristallformen gehen, müssen wir noch des Begriffs der Z 0 n e und der Z 0 n e n­ach s e Erwähnung tun.Eine Zone bilden solche Flächen eines Kristalls, welche sich in parallelenKanten schneiden. Jede diesel' Kanten sowie jede ihnen parallele Linie heißteine Zonenachse.IIAbb. 3a-e. Verschieden gestaltete Alannkl'istalle.Die KriBtallachsen sind gewissen Zonenachsen parallel, bzw. fallen mitihnen zusammen.Eine Gesamtheit von zwei oder mehr Flächen nebst ihren Gegenflächenoder Parallelflächen, welche zu einer und derselben Zone gehören, heißt einPr i s m a. Ein Prisma ist ein offener Kristallraum. Es wird zu einer geschlossenenForm, wenn noch eine Fläc~e (nebst Gegenfläche) hinzutritt, die alsdannmit jeder Prismenfläche (nebst ,Gegenfläche) eine neue Zone bildet. Ein jederKristall wird hiernach von mindestens drei Flächen (nebst ihren Gegenflächen)gebildet. Bei den Halbflächnern können die Gegenflächen fehlen; siewerden durch mindestens vier (einfache) Flächen gebildet.Wenn man sich die Flächen eines natürlichen Kristalls derart vergrößertbzw. verkleinert (und zugleich die Parallelflächen einander genähert bzw. von einanderentfernt) denkt, daß alle gleichwertigen Flächen die gleiche Gestalt undGröße erhalten, so hat man die i d e a le Kri sta 11 fo rm des betreffenden Körpersvor sich. Da solche idealen Kristallformen aber in der Natur gar nicht oderblOß ausnahmsweise vorkommen, darf man die in der Mehrzahl wirklich anzutreffendenFormen nicht als Verzerrungen bezeichnen und ihr Studium nichtvernachlässigen. - Aus Raummangel werden wir jedoch im folgenden nur denidealen Kristallformen unsere Aufmerksamkeit zuwenden. Die Abbildungen 3 a,3 bund 3 c zeigen drei Kristallformen des Alauns, wie sie die Wirklichkeit häufigdarbietet; Abb. 4 ist die ideale Kristallform des Alauns.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig24 3. Kristallographie.Im Aufbau der Kristalle aus den Molekülen oder Molekular-'Ag g r e g a t e n kommt zweifellos zunächst die i deal e Kristallform zustande.Lagern sich aber die kleinsten Kristall- Individuen (Kristall- Elemente) aneina nd er, so können hier mannigf~che Hindernisse die alls ei ti ge idealeAusbildung \'erhindern, z. B. Unebenhelten des Bodens, auf dem sich die Mutterlau

Digitale Bibliothek Braunschweig3. Kristallographie. 25eder-Ecken und dreikantige oder 'Würfel-Ecken; die Achsen verbinden je zweigegenüberliegende vierkantige Ecken miteinander. (Granat.) Abb. 6.B. Ha 1 b flächn er.Die H;tlbflächner oder hemiedrischen Formen kann man sich ans voll-·flächigen oder holoedrischen Formen auf die \Veise entstanden denken, daE dieabwechselnden Flächen eines Vollflächners sich bis zum Verschwinden derübrigen - zwischenliegenden - Flächen (also der Hälfte aller Flächen) ausdehnen.Aus dem regulären Oktaeder entsteht auf diese Weisedas T ß t r a e der; dasselbe ist also der Halbflächner des Oktaeders. Es wirdvon vier gleichen, gleichseitigen Dreiecken begrenzt. Es ist nicht parallelflächig ;Abb. 7a. Oktaeder mit dem darausentstehenden Tetraeder.Abb. 7b. Tetraeder.Abb. 8 a. Spitzes Quadratoktaeder. Abb. 8 b. Stu~pfes Quadratoktaeder.die Achsen verbinden die Mitten der Kanten. Abb. 7 a und 7 b. (Abb. 7 a zeigtdie. Entstehung bzw. Ableitung des Tetraeders aus dem Oktaeder; die Flächena, b und eine auf der Rückseite des Oktaeders befindliche wachseu bis zum Verschwindender übrigen.)2. Das quadratische, tetragonale, zwei- und einachsige odervi erg I iedrig e Sy stern. - Drei senkrecht aufeinander stehende Achsen, vondenen zwei einander gleich sind, die dritte länger oder kürzer ist als jene. Dieungleiche Achse heiEt Hauptachse, die beiden anderen Nebenachsen. Man stelltdie Kristalle bei ihrer Betrachtung - hier wie in den übrigen Systemen - so,daE die Hauptachse eine senkrechte Lage erhält. - Die Symmetrie der Kristalleist in der Richtung der Hauptachse verschieden von der Symmetrie in den Richtungender beiden Nebenachsen.Die wichtigsten Formen des Systems sind:Das Qua d rat 0 k t a e der, welches anch als eine vierseitige Doppelpyramidemit quadratischer Grundfläche angesehen werden kann. Es hat zweierlei Kanten(Mittel- und Endkanten) und zweierlei Ecken (Mittel- und Endecken).Je ,,,eniger die Hauptachse von den Nebenachsen verschieden ist, um somehr gleicht ein Quadratoktaeder dem regulären Oktaeder (um so geringer wirdhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig26 3. Kristallographie.der Unterschied zwischen den Mittel- und den Endkantenwinkeln). (Zinnstein.)Abb. Sa und Sb.Die quadratische Säule (oder das quadratische Prisma) ist für sich eineoffene Kristallform und besitzt vier zur Hauptachse parallele Kristallflächen.Begrenzt kann es oben und unten werden durch ei!le vierseitige Pyramide(Kombination mit dem Quadratokta.eder) o?er durch dIe Endflächen (Pinakoid),die zu beiden Nebenachsen parallel smd. DIe letztere Kombination (quadratischeSäule mit Endflächen) kann genau das Aussehen eines - ni c h t i d e ale n -Würfels haben; doch sind die Endflächen physikalisch verschieden von denSäulenflächen.3. Das rhombische, ein- und einachsige oder zweigliedrigeS y s te m. - Drei senkrecht aufeinander stehende Achsen, die alle verschiedenlang sind. Eine derselben - gleichgültig, welche - wird als Hauptachse angesehen,die beiden anderen als Nebenachsen. - Die Symmetrie der Kristalleist in allen drei durch die Achsen angegebenen Richtungen verschieden. Es gibtsomit drei verschiedene Symmetrieebenen (Achsenebenen).In diesem System kristallisieren:Schwefel (Rhombenoktaeder) , Bittersalz (rhombische Säule), Schwerspat,Kalisalpeter u. v. a.4. Das monokline, monosymmetrische, klinorhom bische oderzwei- und eingliedrige System. - Drei verschieden lange Achsen, vondenen zwei senkrecht aufeinander stehen, während die dritte auf einer von jenensenkrecht, auf der andern aber schief steht. - Nennt man die drei Achsen a, bund c und stehen a und b sowie bund c aufeinander senkrecht, aund c abernicht, so teilt nur die Achsenebene ac einen diesem System angehörendenKristall in zwei symmetrische Hälften; es gibt also nur eine Symmetrieebene(ac), und nur beiderseits dieser stellt der Kristall zwei Glieder (symmetrischeHälften) dar; beiderseits der anderen Achsenebenen zeigt er je ein Glied. (Augit,Feldspat, Gips, Glaubersalz, Soda, Zucker u. a.)5. Das trikline, asymmetrische, klinorhomboidische oderein g I i e d r i g e S y s t e m. - Drei verschieden lange Achsen, die sämtlich schiefwinkligaufeinander stehen. (Kupfervitriol.)6. Das hexagonale, drei- und einachsige oder sechsgliedrigeS y s t e m. - Vier Achsen, von denen drei gleich lang sind, in einer Ebene liegenund sich unter Winkeln von 60° schneiden, während die vierte von jenen verschiedenist und senkrecht auf ihnen steht; die letztere wird als Hauptachseangesehen. - Die Symmetrie der Kristalle ist in drei Richtungen, die in einerEbene liegen, die gleiche; diese Ebene ist die Ebene der Nebenachsen, sie stehtsenkrecht zur Hauptachse. Die Hauptachse selbst bezeichnet eine andere Symmetrierichtung;sie ist zugleich in optischer Hinsicht ausgezeichnet (optischeAchse). - Die Kristalle dieses Systems haben wie die des viergliedrigen keinvorn und hinten, kein rechts und links, sie können vielmehr um die Hauptachseum 60° (die Kristalle des viergliedrigen Systems um 900) gedreht werden, ohneihre Stellung zu ändern.Die wichtigsten Formen dieses Systems sind:A. Vol Ifl ächner.a) Das D i hex a e der, begrenzt von zwölf gleichen, gleichschenkligen Dreiecken;zweierlei Kanten und zweierlei Ecken. (Quarz.) Abb. 9.b) Die sechsseitige Säule. (Bergkristall: Kombination der sechsseitigenSäule mit dem Dihexaeder, durch welches die an sich offene Säule oben undunten einen AbschlUß erhält. Abb. 10.)B. Halbflächner.Das Rh om b 0 e der ist der Halbflächner des Dihexaeders und wird begrenztvon sechs gleichen Rhomben (Abb. 11 a und 11 b). Das Rhomboeder in Abb. 11 aentsteht durch Wachsen der Flächen a, bund c und dreier auf der Rückseite desDihexaeders befindlicher Flächen, die übrigen Flächim verschwinden. (Kalkspat.)Dimorphie und Isomorphie; Isogonie; Isotropie. Für diemeisten kristallisierenden Körper gilt das Gesetz, daß sie nur in denhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig3. Kristallographie. 27Formen eines und desselben Kristallsystems auftreten. Häufigkommen sie sogar nur in einer bestimmten Kristallform vor; in anderenFällen kristallisieren sie in zwei oder drei Formen desselbenKristallsystems, die sich dann auseinander herleiten lassen. Nur seltenfindet es sich, daß ein Körper mehreren Kristallsystemen angehört.Die Eigenschaft eines Körpers, in zwei (oder mehr) verschiedenen(nicht aufeinander zurückführbaren) Kristallformenauftreten zu können, heißt. D i m 0 r phi e (bzw. Heteromorphie).Dimorphe Körper sind z. B. dei~Sc1iwefel~ welcher sowohl in rhombischenOktaedern wie in monoklinen Säulen, und der kohlensaureKalk, welcher als Kalkspat im hexagonalen, als Arragonit imrhombischen System kristallisiert.Abb. 9.Dihexaeder.Abb. 10. SeehsseitigeSäule mit Dihexaeder. (Bergkristall.)Abb. 11 a. Dihexaeder mit dem darausentstehenden Rhomboeder.Abb. 11 b. Rhomboedm'oDas Gegenstück zu den dimorphen bzw. heteromorphen Körpernbilden solche Stoffe, welche bei verschiedener, wenngleichähnlicher chemischer Zusammensetzung dieselbe Kristallformhaben; man nennt sie iso mol' p h. Sie vermögen in jedem beliebigenMischungsverhältnis zu sam m e n zu kristallisieren, und dasspezifische Gewicht (vgl. Register) der Mischkristalle läßt erkenn~n,daß bei der Kristallisation weder eine Vergrößerung noch eineVerringerung des Volums eintritt. Die physikalischen Eigenschaftender Mischkristalle sind kontinuierliche Funktionen ihrer chemischenZusa.mmensetzung.- Der Entdecker der Isomorphie, ebenso wie desDimorphismus, ist Eilhard Mitscherlieh (1818, 1821).http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig". 28 3. Kristallographie.Es kommt auch vor, daE Stoffe von verschiedenartiger chemischer Zusammensetzungdieselbe Kristallform besitzen; sie heißen iso go n (J. W Retgers).Beispiel: Bleiglanz und Natriumchlorat.Isomorphe Körper sind z. B. die schwefelsauren, selensauren, chromsaurenund mangans auren Salze derselben .Base oder Basis, wie: K 2 SO., K 2 SeO.,K 2 CrÜ 4 , K 2 Mn0 4 ; ferner Tonerde, Elsenoxyd und Chromoxyd (AI 20 3, Fe 2 0.,Cr20 3), Kristallform : Rhomboeder; desgleichen Tonerd~-. Chrom-, Eisenalaun,Kristallform : regul1ires Oktaeder; Kalkspat, Magnesit, Manganspat, Spateisensteinund Zinkspat (Rhomboeder); Arragonit, Barium-, Strontium-, Bleikarbonatusw.Der Umstand, daE der dimorphe kohlensaure Kalk einerseits (als Kalkspat)mit Magnesit, Manganspat usw., andererseits (als Arragonit) mit Bariumundanderen Karbonaten isomorph ist, lehrt, daß die Ursache der Isomorphienicht in der gleichen Konstitution der Körper, dem in n e l' e n Bau der Moleküle,zu suchen ist (denn Kalkspat und Arragonit müssen wegen der gleichen chemischenZusammensetzung auch gleiche Molekularkonstitution besitzen), sondernin der Grupp ierung der Moleküle, dem Bau von Molekülgru p p en oder Mole­I. u lar-Aggr eg aten.Zusammensetzung der lUaterie. Im AnschlUß an die Ausführungenüber Atome und Moleküle auf S. 8 ergibt sich hiernach folgende Anschauungüber die Zusammensetzung bzw. den Aufbau der Materie: Die kleinsten Teile,aus denen ein Körper besteht, sind die Massen-Atome, alle von gleicherBeschaffenheit, aUßerordentlich klein und auf keinerlei Weise sinnlich wahrnehmbar.Diese treten zu c he m i s ehe n At 0 m e n zusammen, die wiederumdurch Aneinanderlagerung die Mol e k ü 1 e bilden, welche teils die kleinstenp hy sika li sch en Bestandteile der Elemente, teils diejenigen der chemischen Verbindungendarstellen. Durch verschiedene Gruppierung und engeren Zusammenhangeiner Anzahl solcher Moleküle entstehen die Mol e I. u I a r - A g g r e g a t e- auch diese noch der sinnlichen 'Vahrnehmung entzogen, während Körperteilchen,die, aus Molekular-Aggregaten zusammengesetzt, dem Auge sichtbarsein könn'lIJ, als K ö r per -Par t i k ein zu bezeichnen sind.Da nich tisomorphe Körper nich t zusammenkristallisieren,so kann ein Salz von geringen Mengen eines andern, das mit ihmnicht isomorph ist, durch Umkristallisieren gereinigt werden; manlöst das unreine Salz auf und läßt Kristallisation eintreten; währenddann das reine Salz in kristallisierter Form ausgeschieden wird,verbleibt das verunreinigende Salz in der rückständigen Salzlösung,der Mutterlauge. - 1s omorphe Stoffe können auf diese Weise natürlichnic"ht vo:neinander geschieden werden.Als iso t r 0 p bezeichnet man solche Körper, die nach allenRichtungen hin dieselben physikalischen Eigenschaften besitzen.Es gehören dahin autier den amorphen Körpern (z. B. Glas undden Flüssigkeiten) die im regulären System kristallisierenden Stoffe.Körper, die in verschiedenen Richtungen verschiedene physikalischeEigenschaften aufweisen, heißen an iso t r 0 p (oder he t e rot r 0 p).Alle ni c h t re g u 1 ä r kristallisierenden Stoffe sind anisotrop. Dasverschiedene Verhalten derselben in verschiedenen Richtungengil;lt sich kund in bezug auf Festigkeit, Härte, Elastizität, Wärmeleitung,Lichtfortpflanzung usw. (Vgl. Näheres in letzterer Hinsichtin der Lehre vom Licht, Abschnitt "Polarisation desLichtes" u. f.)http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig4. Wirkungen der Schwerkraft auf alle Arten von Körpern. 294. Wirkungen der Schwerkraft auf alle Artenvon Körpern.(Allgemeine JUechanik.)Der freie }'all und die Fallrichtung. Läßt man einen Stein,den man vom Erdboden aufgehoben hat, in der Luft los, so daßer keine Unterstützung mehr hat, so bewegt er sich nach demErdboden hin, soweit es möglich ist; man sagt: der Stein fäll t.(Vgl. S. 9.)--LäEt man z w ei Steine (oder auch andere Körper) nebeneinander fallen,so ist die R i c ht u n g, in welcher sie sich der Erde nähern, für heide nah e z udieselbe. Diese Richtung kann durch ein einfaches Werkzeug angegebenwerden; dasselbe besteht aus einem Faden (oder einerSchnur) und einer an dem einen Ende desselben befestigten Bleikugel;es heiEt ein Lot oder BI eil 0 t (Abb. 12). Wenn man dasfreie Ende des Fadens emporhält, so s pan nt sich infolge derSchwere der Bleikugel der Faden und nimmt, sobald er ruhighängt, eine bestimmte Richtung an. LäEt man nun neben demso aufgehängten Lote einen Stein fallen, 80 lehrt der Au ge n-sc h ein, daE sich der Stein parallel dem Faden, also in gleicherRichtung, wie dieser sie hat, der Erde nähert.Diese Richtung heiEt 10 t rech t, 8 enkre eh t oder ver ti k a l.Sie ist, genau genommen, für jeden Punkt der Erdoberflächeeine andere, da sie annähernd') nach dem Erdmittelpunktehinweist und sich somit alle Fallrichtungen in diesem sc h n e i­den. Für uahe gelegene Punkte der Erdoberfläche ist aber derUnterschied der Fallrichtungen so klein, daß man ihn gleichnull erachten, also vernachlässiR'en kann. Abb. 12. Lot.In seinen wesentlichen 'I eilen dem Lote ähnlich ist dasSen k bl e i, welches die Schiffer in das Meer hinablassen, um an der Schnur,die mit einer durch Knoten hergestellten Einteilung versehen ist, die Tiefedes Meeres zu messen.Hält man ein Lot über die Oberfläche eines ruhigen Gewässers, so bildetder Faden des Lotes mit jeder geraden Linie, die man in der Ebene desWasserspiegels durch den FUßpunkt des Lotes ziehen kann, rechte \Vinkel.---_'!_'-------'Abb. 13..~-_..I'~--------Setzwage.Eine derartige Ehene heißt w a ger e c h t oder ho r i z 0 n tal. Gerade Linienoder gestreckte Körper (Stangen, Balken usw.), durch deren Richtung maneine wagrechte Ebene legen kann, hellen gleichfalls wage recht oder horizontal.Zur Bestimmung der wagerechten Stellung oder Richtung dient die Set z­w a ge (Abb. 13). tlie besteht aus einem Lineal (a b) und einem damit verbundenengleichschenkligen Dreieck (abc), in welches die Höhe (cd) eingeschnitten1) Annähernd, weil der Stein am Ausgangspunkte seiner Fallbewegung dieUmdrehung der Erde um ihre Achse auf einem gröfieren Kreise mitmacht alsin dem Augenblick, wo er auf dem Erdboden anlangt, so daE er anfänglich einegrößere seitliche Geschwindigkeit (von Westen nach Osten) besitzt und daher,seiner Trägheit zufolge, nach Osten vorausfällt.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig30 4. 'Wirkungen der Schwerkraft auf alle Arten von Körpern.ist. Von der Spitze des Dreiecks hängt ein Lot herab (e d). Wenn dieses, dassich stets senkrecht einstellt, mit der Höhe zusammenfällt, so hat das zur Höherechtwinklige Lineal eine wagerechte Richtung, desgleichen ein Balken usw.,auf den die Setzwage gesetzt oder gestellt worden ist.Erstes Fallgesetz. Wenn an einer Ramme der Rammklotzoder Rammbär aus einer g r ö 13 er e n Höhe herabfällt, so ist derSchlag, den er ausübt, gewaltiger, als wenn er aus einer geri n ger e n Höhe niederfällt. Etwas Ähnliches zeigt sich, wenn einMensch aus verschiedenen Höhen auf die Erde fällt: man vergleichedie Wirkungen, welche eintreten, wenn der Fall von einemStuhl, von dem Dache eines Hauses oder einem etwa 1000 Meterhoch schwebenden Luftballon stattfindet.Was ist die Ursache dieser Erscheinung? - Zunächst istauf Grund einfacher 'Beobachtung und Überlegung festzustellen,daß die Wirkung eines sich bewegenden bzw. bewegten Körpersbeim Aufprall auf einen Widerstand um so größer ist, je größerseine M ass e ist. Mannigfache Beispiele lehren dies: Anrempeln, Einrenneneiner Tür oder Mauer, Hämmern, Rudern usw. Ferner aberwächst jene Wirkung auch mit der Geschwindigkeit des bewegtenKörpers, wofür die alltägliche Erfahrung gleichfalls zahlreiche Beispieleliefert. -Die Masse des fallenden Körpers ist nun in den genannten Beispielenbei großer und bei geringer Höhe die gleiche, also kann sienicht die Verschiedenheit der Wirkung verursachen; die ursprünglicheHöhe des fallenden Körpers kann dies an sich gleichfalls nicht,denn bei dem später erfolgenden A ufp l' all spielt sie keine Rollemehr. Also mUß das zweite der zuvor erwähnten ursächlichen Momentehier in Betracht kommen: die Größe der Geschwindigkeit, dieder Körper auf Grun d seiner ursprüngliehen Höhe erlangt hatund die er beim Aufprall besitzt.Wir kommen also zu dem Schluß, daß ein fallender Körper eineum so größere Geschwindigkeit hat, je höher er herabfälltoder mit anderen Worten: je länger er unterwegs ist.Hiernach nimmt die Geschwindigkeit eines fallendenKörpers fortwährend zu, und zwar geschieht dies in jeder Sekundeum den gleichen Betrag. .Die letztere Tatsache erklärt sich folgendermaßen: Die Ursache des Fallenseines nicht unterstützten Körpers ist die Schwerkraft. Sie erteilt dem Körper,der im Be gi n TI e des Falls die Geschwindigkeit 0 besitzt, eine Geschwindigkeit,die am Ende der ersten Sekunde 9 m betragen möge. In der zweiten Sekundewirkt die Schwerkraft nahezu ') ebenso wie in der ersten; der Körper er h ä I t alsowährend derselben wiederum eine Geschwindigkeit von 9 m; da er aber bereitseine Geschwindigkeit von 9 m hat t e, die ihm nach dem Trägheitsgesetz (S. 2)nicht verloren. gehen kann, so besitzt er tatsächlich am Ende der zweiten Sekundeeine Geschwindigkeit von 2 9 m. Desgleichen am Ende der dritten Sekundeeine Geschwindigkeit von 3 9 m und so fort.Wegen der gleichen Zunahme der Geschwindigkeit in jederSekunde - mit anderen Worten: wegen der gleichbleibenden Be-') Nahezu und nicht genau ebenso, weil mit der Annäherung desfallenden Körpers an die Erde (bzw. den Erdmittelpunkt) die Schwerkraft unddamit die Beschleunigung, die diese ausübt, wächst. (V gl. S. 11 und S. 35.)http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig4. Wirkungen der Schwerkraft auf alle Arten von Körpern. 31schleunigung - gehört der freie Fall der Körper (nach S. 2-3)zu den gleichmäßig beschleunigten Bewegungen.Die Beschleunigung beträgt für den freien Fall:9 = 9,808 m (rund = 981 cm oder 10 m)oder, nach dem C.G.S.-System, in Zentimetern ausgedrückt, rund:g= 981 cm.1. Fallgesetz: Beim freien Fall eines Körpers verhaltensich die Fallgeschwindigkeiten wie die Fallzeiten.Als Fallgeschwindigkeiten bezeichnet man die Geschwindigkeitenam Ende der einzelnen Sekunden oder, noch schärfer ausgedrückt:Die Fallgeschwindigkeit eines Körpers am Ende irgend einerSekunde ist diejenige Geschwindigkeit, welche der Körper in dernächsten und allen weiterfolgenden Sekunden haben w Ü I' d e, wennvon diesem Momente ab die Schwerkraft aufhörte zu wirken, derKörper sich also nur auf Grund seines Beharrungsvermögens weiterbewegteund seine Bewegung aus einer gleichmäßig beschleunigtenin eine gleichförmige überginge. (Vgl. S. 2-3.)Zweites Fallgesetz. Ein fallender Stein hat nach dem ebenErörterten am Anfang der ersten Sekunde die Geschwindigkeit 0, amEnde der ersten Sekunde die Geschwindigkeit g. Der Weg, den erw ä h I' end der ersten Sekunde zurücklegt, ist somit nicht = g, sondern,da die Geschwindigkeit ganz gleichmäßig von 0 auf 9 anwächst,so groß, als wenn der Stein sich während der ganzen Sekundemit gleich bleibender Geschwindigkeit von der mittleren Größe ~bewegt hätte. Diesel' Weg ist nach Formel (1) a. S. 3:s=fl.1=JL2 2Für die zweite Sekunde ist die Anfangsgeschwindigkeit = g, dieEndgeschwindigkeit = 2 g, die mittlere Geschwindigkeit also = 3 2goder= 3~;der zurückgelegte Weg (in der Zeit von 1 Sek.) ist dann=3.Jl..1 = 3. JL2 2Für die 3., 4., 5. Sekunde usw. ergeben sich auf gleiche Weisedie Wege 5· Jt 7. JL 9. fL usw2' 2' 2 .Diese Wege verhalten sich zueinander wie 1: 3 : 5: 7 : 9 usw.,d. h. wie die ungeraden Zahlen. Somit ergibt sich als2. Fallgesetz: Die Wege, die ein fallender Körperin den einzelnen Sekunden zurücklegt, verhai ten sichwie die u n ger ade n Z a h I e n.Drittes Fallgesetz. Will man nun die Größe der ge sam te nFallstrecken in zwei, drei, vier Sekunden usw. ermitteln, so hat mannur nötig, die Wege in den einzelnen Sekunden zu addieren.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig32 4. Wirkungen der Schwerkraft auf alle Arten von Körpern.In zwei Sekuuden beträgt daher die Fallstrecke ~ + 3 . [j = 4 . [j;2 2 2in drei Sekunden 4· [j -1_ 5· [j2 = 9 J 2 1; in vier Sekunden H • [j + 7 . [j = 16.{J2 I 2' 2 2usw.Diese Fallstrecken verhalten sich wie 1: 4 : 9 : 16= 1 2 : 22 : 32 : 4 2usw., d.h. wie die Quadrate der Fallzeiten. - Somit gilt als3. Fallgesetz: Die gesamten Fallstrecken, die einfallender Körper zurücklegt, verhalten sich wie dieQua d I' a ted e I' Fall z e i t e n.Nennt man den in einer beliebigen Fallzeit (t) zurückgelegtenWeg s und die am Ende dieser Zeit erlangte Fallgeschwindigkeit v,so lassen sich das 1. und das 3. Fallgesetz durch folgende :E'ormelnwiedergeben:undHieraus ergibt sich ferner:v=g.t (1)1s = 2 g t 2 (2).v 2s = 2 {Jundv = V2gs (3).Das dritte Fallgesetz kann auch unmittelbar aus dem ersten in folgenderWeise abgeleitet werden:Da die Geschwindigkeit des fallenden Körpers in der Zeit t ganz gleichmäfiigvon 0 auf g t anwächst, so ist der Weg derselbe, als wenn der Körpersich mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit von mittlerer Gröfie (= g2 t )wegt hätte. DieserWeg ist nach der auf 8.3 angegebenen Formel (1) = ~ t. t.gt v8=2. t =2· t (4)1= 2 g t'.be·Also:Die Formeln (1) bis (4) gelten, wie für den freien Fall im besondern,so allgemeiu für jede Art einer gleichmäßig beschleunigtenBewegung.Fallmaschine. Die drei Fallgesetze sind um das Jahr 1600 von Galileientdeckt worden. Man kann sie mittels der 1784 erfundenen At wo 0 d sehenFallmaschine (Abb. 14) nachweisen.An einem für sich frei fallenden Körper kann man die Fallgesetze deswegennicht untersuchen, weil die E'allgeschwindigkeiten und daher die Fallstrecken imVerhältnis zu den Fallzeiten zu groß sind. Beträgt doch z. B. die Fallgeschwindigkeitbereits am Ende der dritten 8ekunde rund 30 m und die Fallstrecke, diebis dahin durchlaufen wird, 45 m. Das Prinzip, auf welch"em die Einrichtung derAt wo 0 d sehen Fallmaschine beruht, besteht daher darin, da fi die Fa 11-beschleunigung verringert wird, so dafi die Fallwege übersehbar werden.Dies geschieht, wie die nachfolgende Beschreibung der Fallmaschine zeigt, anfdie Weise, dafi der fallende Körper noch andere Körpermassen mit bewegt.Galilei erreichte dasselbe annähernd durch seine Fallrinne, bei welcher derfallende Körper nicht frei senkrecht fiel, sondern auf einer schiefen Ebene herabrollte.Hierbei wurde der Körper z. T. durch seine feste Unterlage getragenund somit die Fallwirkung der Schwerkraft z. T. aufgehoben (als Ersatz dieserFallwirkung blieb eine Druckwirkung auf das Material der Fallrinne bestehen).http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig4. Wirku,ngen der Schwerkraft auf alle Arten von Körpern. - 33Die Folge dieser teil weisen Aufhebung der Fallwirkung war, wie bei der ~ t w 0 0 d­schen Fallmaschine, eine Verringerung der Beschleunig:ung. Aber a.ls s to r ~ n desMo me n t bei den Versuchen mit der Fallrinne trat dle große Re 1 b u n g m derselbenauf.Die A two od sche F allma s chine: Übereine leicht um ihre Achse drehbare Rolle (R)läuft eine Schnur, die an ihren bei den freienEnden zwei vollkommen gleich scli.were Gewichte(G und G') trägt. Dies8lben halten sich das Gleichgewichtund geraten daher von selbst nicht in Bewegung.Diese tritt vielmehr erst dann ein, wennauf eins der Gewichte (G') ein übergewichtgelegt wird. Die BeRchleunigung, welche infolgedes - dem Einfluß der Schwerkraft nicht entzogenen- übergewichtes das ganze System derdrei Gewichte erfährt, ist nun aus dem Grundeeine geringe, weil der auf das übergewicht einwirkendeTeil der Schwerkraft nicht nur dieses,sondern auch die Massen der beiden anderen Gewichtein Bewegung versetzen mUß. Es verteiltsich somit die Wirkung der Schwerkraft auf eineg r Ö ß e r e }I ass e, und daher wird die zutage tretendeBeschleunigung geringer; und zwar beträgtdie Beschleunigung, wenn das Übergewicht mit xbezeichnet wird, 2 G + x mal der Beschleunigung (g)beim freien Fall, d. h. rund 2 G~x·lOm.Die Größe der mechanischen Wirkung,bestimmt durch Masse und Geschwindigkeitbzw. Beschleunigung. Aus dem Letztgesagtensowie aus den Ausführungen überdie Wirkung eines auf einen Widerstandaufprallenden bewegten Körpers (a. S. 30)geht hervor, daß eine mechanischeWir k u n g 1. von der M ass e des in Be­,vegung befindlichen Körpers und 2. vonseiner Ge s c h windigkei t b zw. Beschl eu - Abb. 14. Atwoodsche ~'aJlmasc!Jine.ni gun g in der Weise abhängt, daß diesemechanische Wirkung mit der Masse und der Geschwindigkeit wächst,genauer gesprochen: beiden Größen proportional ist.Versuche mit der Fallmaschine. An dem vertikal stehenden Stativ (oderStänder), das oben die Rolle R trägt, sind, wie Abb. 14 zeigt, eine Klappe, einedurchbrochene Scheibe (oder Ring) und eine undurchbrochene Scheibe (oderTeller) befestigt. Die Klappe befindet sich am oberen Ende des Stativs,am Anfange einer an demselben angebrachten, in Zentimeter eingeteiltenSkala. Die beiden Scheiben lassen sich längs dieser Skala verschieben.Mit Hilfe dieser Einrichtung kann man 1. die Fallstrecken feststellen, diedas Gewicht G' in bestimmten Zeiten, die man an dem Ticktack einesSekundenpendels erkennen kann, zurücklegt, und 2. die Endgeschwindigkeit,die G' nach einer bestimmten Anzahl von Sekunden erlangt hat. Man muß zudem Ende aus der Schwere des übergewichtes und der beiden Gewichte G undG' zuerst die Beschleunigung, der das übergewicht (nebst G') unterliegt, bestimmenund sodann nach dem oben (im wesentlichen t h e 0 r e t i sc h) entwickelten3. und 1. Fallgesetz 1. die Fallstrecken berechnen, die das übergewicht auf Grunddieser Beschleunigung in 1, 2, 3 usw. Sekunden durchläuft, sowie 2. die End-Schule der Pharmazie. III. 4. Aufi. 3http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig34 4. Wirkungen der Schwerkraft auf alle Arten von Körpern.geschwindigkeiten, die es naeh 1, 2, 3 us~. Sekunden erlangt. Die Fallmaschinegestattet nun auf. fo~gen~e Art eme K0l!trolle dieser berechnetenFallstrecken und EndgeschwmdIgkeIten. Man entfernt 1. die durchbrocheneScheibe, stellt die undurchbrochene Scheibe auf denjenigen Teilstrich der Skala,der z. B. der Fallstrecke in drei Sekunden entspricht, läßt dann das Gewicht (}'nebst Übergewicht im Momente eines Anschlags des nebenbei stehenden Sekundenpendelsvon der Klappe herabfallen und beobachtet, ob es mit demdritten Pendelschlage des Sekundenpendels auf die undurchbrochene Scheibeaufschlägt; 2. stellt man die durchbrochene Scheibe auf einen Teilstrichder Skala, der z. B. der Fallstrecke in zWfli Sekunden entspricht, und die undurchbrocheneScheibe um so viel tiefer, als der nach Ablauf von zwei Sekundenerlangten Endgeschwindigkeit entspricht. Lllfit man dann er nebst Übergewichtvon der Klappe herabfallen, so langt es nach zwei Sekunden bei der durchbroc~enenScheibe an, und es bleibt, während G' durch dieselbe hindurchgeht,das Übergewicht weg en sein erg es t re c k t en Form auf der Scheibe liegen,so daßsichG' allein mit gleichbleibender Geschwindigkeit(=dernach zwei Sekunden erlangten Endgeschwindigkeit) weiterbewegt. Man beobachtetnun, ob es mit dem dritten Pendelschlage auf die undurchbrocheneScheibe aufschlägt.Fallbeschleunigung. Wenn man einen Stein, ein Geld~tii.ck oder einenandern schweren Körper neben einer Flaumfeder, einem Stück Papier odereinem sonstigen lei ch te n Körper aus gleicher Höhe gleichzeitig zur Erde rallenläl.it, so beobachtet man, daß der Stein usw. schneller auf dem Erdbodenanlangt als die Flaumfeder usw. Dies ist aber nur der Fall, wenn der schwereund der leichte Körper in Luft oder einem andern wide rs te hen den Mit t el(vVasser, anderen Flüssigkeiten oder beliebigen Gasen) fallen. Läßt man verschiedenschwere Körper in einer luftleer gepumpten Glasröhre, einer sogenanntenFallröhre, fallen, so erkennt man, dali Sl8 stets gleich schnell vom einenbis zum andern Ende gelangen. Hieraus ergibt sich der Satz: Im 1 e er e nRaume fallen alle Körper gleich schnell.Diese Tatsache kann man sich folgendermaßen verständlich machen:Die Anziehungskraft, welche zwischen der Erde und einem schweren Körperwirkt, ist zwar gröfier als die zwischen der Erde und einem leichten Körperwirkende Anziehungskraft, und zwar entsprechend dem Verbältnis der Massender beiden Körper (vgl. S. 11); aber dafür hat auch die Anziehungskraft im erstenFalle eine größere Masse f 0 r t z u be weg e n als im zweiten, oder mit anderenWorten: eine im gleichen Verhältnis (wie sie selbst größer ist) gröl.iere Lei s tun gzu vollbringen, so dal.i die sichtbare Wirk u ng in beiden Fällen die gleichesein muli.Auch folgendes Gleichnis kann passend zur Veranschaulichung der Sacheherangezogen werden. vVenn elf Rennpferde von gleicher Leistungsfähigkeit aufzwei Bahnen laufen, und zwar zehn auf der einen und eins auf der andern. sowerden alle gl ei c h z e i t i g ans Ziel gelangen und nicht etwa die zehn Pferdezehnmal so schnell als das eine. Ebenso müssen zwei verschieden schwereMassen, welche etwa aus 1000 und aus 100 Masseneinheiten (Massenatomen)zusammengesetzt sind, im leeren Raume gleich schnell fallen, da die Schwerkraftauf alle Masselleinheiten in gleicher '\Veise einwirkt, also jede einzelne Masseneinheitdie gleiche Beschleunigung erfährt.Anders gestaltet sich die Sache nur dann, wenn es ein Hindernis zu überwindengilt: im lufterfüllten Raume die Teilchen der Atmosphäre, welche demfallenden Körper entgegenstehen. Hier ist der Körper mit grötierer Masse wirksamer(vgl. S. 33), er wird also den vViderstand besser überwinden und keineso we~tgehende Verzöge!.ung. erfa~ren wie der Körper mit ~leinerer Masse, d. h.der leIchtere Körper. (Ahnhch WIe zehn Pferde mehr zu ZIehen vermögen alseins.) - Daß die Ursache dafür, daß verschieden schwere Körper im lufterfülltenRaum verschieden schnell fallen, wirklich nur im Luftwiderstande zu suchenist, dem die Körper mit ungleich großen Kräften entgegentreten, zeigt auchfolgender Versuch:Man lege auf eine Münze ein Stück Papier, welches etwas kleiner geschnittenist als jene, so daß es den Rand der Münze nicht überragt, und lassehttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig4. Wirkungen der Schwerkraft auf alle Arten von Körpern. 35beide Gegenstände zusammen (die Münze unten, das Papier oben) .auf ~inen Tischfallen: beide kommen g lei c h z ei t i g auf der Tischpla,tte an; m dIesem Fallewird der Luftwiderstand durch die Münze überwunden, so dafi das Papier durchihn nicht in erheblicherem MaEe aufgehalten werden kann als die Münze.Dem Gravitationsgesetz (S. 11) entsprechend, muE die Wirkung der Schwerkraftmit der Entfernung vom Erdmittelpunkt abnehmen, da dieser, weil ihmdie fallenden Körper zustreben, als VVirkungsmittelpunkt der irdischen Schwerkraftoder Gravitationsmittelpunkt zu erachten ist. (V gl. den Abschnitt über den"Schwerpunkt~.) Die Beobachtung lehrt in der Tat, daE auf hohen Bergen~ie Schwerkraft eine geringere Wirkung ausübt, und ferner, daE .sie amÄquator schwächer wirkt als an den beiden Polen. (Daher ändert s10h dasGewicht eines Körpers mit der geographischen Breite, vgl. S. 10.) LetztererUmstand erklärt sich aus der Form der Erde, die als eine an den Polen abgeplatteteKngel bezeichnet werden kann; die Abplattnng beträgt nach Be s seI '/299,d. h. der kleinste Erdhalbmesser (der Polar-Halbmesser) ist gleich dem gröEten (demÄquatorial-Halbmesser), vermindert um 1/299, der Länge des letzteren.Die geringere Wirknng der Schwerkraft am Äquator wurde zuerst. daranerkannt, daß ein und dasselbe Pendel in der gleichen Zeit nahe dem Äquatorweniger Schwingnngen machte als in nördlicheren (höheren) Breiten. (AstronomR ic her L J. 1672, Cayenne-Paris.) Ferner ist festgestellt worden, daE amÄquator die Körper eine geringere Fallbeschleunigung erfahren als an den Polen,so daE sie an den Polen schneller fallen.Senkrechter Wurf. Wird ein Körper senkrecht nach untenge wo rf en, so ist seine Fallgeschwindigkeit am Ende einer jedenSekunde um eine von der Gewalt des Wurfes abhängige, gleichbleibendeWurfgeschwindigkeit größer als beim gewöhnlichenfreien Fall.Wird umgekehrt ein Körper senkrecht in die H ö he geworfen,so verringert sich seine Anfangsgeschwindigkeit im Verlaufe einerjeden Sekunde um einen der Beschleunigung beim freien Fall gleichkommendenBetrag. Derselbe wird Ver z ö ger un g genannt. Dersenkrechte Wurf ist also das Reispiel einer gleichmäßigver z ö ger te n Be weg u n g. Hat die Geschwindigkeit des Körpersauf diese Weise bis zum Werte Null abgenommen, so fällt er wiederabwärts; die Endgeschwindigkeit, die er alsdann erlangt, ist gleichder Anfangsgeschwindigkeit, die ihm beim Beginn der Wurfbewegungnach oben hin erteilt worden war. Die Steigezeit beim Wurfe istder späteren Fallzeit gleich.Wagerechter Wurf. Wird ein Körper wagerecht geworfen,so ist seine Bahn keine gerade Linie wie in den vorhergehendenFällen, sondern, wie später gezeigt werden wird, eine (halbe),P a ra bel.Es wirken nämlich in diesem Falle z w ei Kr ä f t e auf den Körperein (die Wurfkraft und die Schwerkraft), deren lUchtungen verschiedenvoneinander sind, di e als 0 eine n Winke I mi te i na nd erbi I den. Dieselben setzen sich nach dem im folgenden zu entwickelndenGesetz vom Parallelogramm der Kräfte zusammen.Arten der Kräfte. Ehe wir diesem Gesetze nähertreten, istes notwendig, zweierlei Arten von Kräften zu unterscheiden :_.!~ diemomentan oder einmalig wirkenden und 2. die dauerndwir k end e n, deren Einwirkung auf einen Körper in jeder folgendenZeiteinheit (Sekunde, Minute usw.) dieselbe ist wie in der vorhergehenden,so daß die hervorgebrachte Leistung von Zeiteinheit zu3*http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig36 4. Wirkungen der Schwerkraft auf alle Arten von Körpern.Zeiteinheit wächst. Zu den momentanen Kräften gehört z. B. dieStoßkraft (als welche auch die Wurfkraft anzusehen ist), zu dendauernd wirkenden Kräften gehört u. a. die Schwerkraft. (Vgl. überMomentankräfte auch S. 4.)Jede Kraft läßt sich, da ihre Wirkung in irgend einer Bewegungeiner Masse besteht, durch eine gerade Linie von bestimmter Richtungund bestimmter Länge darstellen. Diese Länge entspricht beimomentan und bei dauernd wirkenden Kräften einerseits der bewegtenM ass e; bei den momentan wirkenden Kräften außerdemder Größe der G e s c h w i n d i g k e i t, welche sie dieser Masse erteilen;bei den dauernd wirkenden Kräften mUß man die Einwirk u n g der Kräfte auf· die bewegte Masse und die von die s e retwa ausgehende (auf andere Körper ausgeübte) Wirkungunterscheiden. Erstere ist stets dieselbe und entspricht der in jederZeiteinheit der bewegten Masse zuteil werdenden Beschleunigung;letztere ist von Zeiteinheit zu Zeiteinheit in Zunahme oder - beiverzögernden Kräften - in Abnahme begriffen und entspricht derjedesmaligen Geschwindigkeit der bewegten Masse.Hiernach ist eine momentan oder einmalig wirkendeKr a f t dem Produkt aus Masse mal Geschwindigkeit proportional.Setzt man abgekürzt statt der Proportionalität die Gleichheit, so giltdie Formel:k=m·v (1)oder, da nach Formel (1) S. 3: v=; ist:k=m.~ (la).tEine derartige momentan oder einmalig wirkende Kraft wirdauch Kraftimpuls und ferner Bewegungsgröfie genannt.Eine dauernd wirkende Kraft ist, insofern sie an der Einwirku n g der Kraft auf eine bewegte Masse zu messen ist, demProdukt aus Masse mal Beschleunigung proportional; also, wenn wiederabgekürzt statt der Proportionalität die Gleichheit gesetzt wird:k= m· g (2)28oder, da nach Formel (2) S. 32: g =?J ist:28k=m· -2- (2 a).tDie dauernd wirkenden Kräfte werden im Unterschied vonden Kraftimpulsen - häufig auch schlechtweg Kräfte (ohneI weiteren Zusatz) genannt. Als Einheit derselben ist nach demI C.G.S.-System eine Kraft zu betrachten, die einer Masse von 1 Gramm\ eine Beschleunigung von 1 cm pro Sekunde zu erteilen vermag. Sie1 heißt das Dyn (oder die Dyne).Die auf ein Gramm ausgeübte S eh wer kr a f t beträgt hiernachrund 981 Dyn, genauer: an den Polen 983 Dyn, am Äquator978 Dyn.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig4. Wirkungen der Schwerkraft auf alle Arten von Körpern. 37Von dem Begriff der Kraft ist derjenige der E n erg i e ZU unterscheiden.Während bei der Kraftwirkung die blol.ie Veränderung im Bewegungszustandeeines Körpers in Betracht kommt, wird bei der Energieäul.ierung die durch dieKraft hervorgerufene bestimmte Kraftleis tung (Arbeit) berücksichtigt. Energieheil.it demgemäl.i alles, was disponibler Arbeit äquivalent ist. (V gl. den Abschnitt"Arbeit und Effekt", S. 42.)Die von einer Masse, welche durch eine rlauernd wirkende Kraft bewegtwird, auf einen andern Körper ausgeh en d e Wir k ung, die di e sem gegenüberals mo m en t ane Kra ft erscheint, ist (gleich den sonstigen momentan wirkendenKräften) dem Produkt aus Masse mal Geschwindigkeit proportional, wobei aberdie Geschwindigkeit eine entsprechend der Zeit, während welcher die dauerndwirkende Kraft in Tätigkeit war, sich ä nd ern d e Gröl.ie ist. Formel:k=m. v (3)oder, da unter der Annahme, dal.i die dauernd wirkende Kraft t Sekunden langin Tätigkeit war, nach Formel (1) S. 32: v = g • t ist:k = m . g • t (3 a)und unter Anwendung der Formel (2) S. 32:k=m. 2s (3b).tEine dauernd wirkende Kraft kommt im zuletzt erörterten Sinne beispielsweisebeim freien Fall zur Geltung, wenn der niederfallende Körper auf einenandern Körper aufschlägt.Gewicht. N ach den vorhergehenden Auseinandersetzungen,insbesondere denen über die Fallbeschleunigung (S. 34 u. f.), kannnun eine genauere Begriffsbestimmung des Ge wie h t s gegebenwerden. Das Gewicht wurde S. 9 als die Größe der Schwereeines Körpers bezeichnet. Hiernach ist es eine durch die Schwerkraftbestimmte Größe. Das Gewicht wird er k e n n bar, wenn dieanf einen Körper einwirkende Schwerkraft verhindert wird, denselbenzum Fall e n zu bringen, d. h. wenn beispielsweise eine Unterlageden Körper am Fallen verhindert. Alsdann übt der Körperauf seine Unterlage einen D ru c k aus, den man eben die Schweredes Körpers nennt. Hervorgehoben· wurde bereits, daß die Größeder Schwere (oder das Gewicht) einerseits' von der :M ass e desKörpers und andrerseits von der Natur der wirkenden Kraft odergenauer: der Intensität (d. h. der Stärke) der Schwerkraft abhängt.Je größer die :Masse des Körpers, desto größer sein Gewicht: dasGewicht ist ein Maß der Masse; und ferner: je größer dieIntensität der Schwerkraft (was z. B. an den Polen im Vergleichzum Aquator der Fall ist - und ebenso bieten andere Weltkörperals die Erde andere Verhältnisse dar), desto größer das Gewicht desKörpers. Da sich nun nach den vorstehenden Erörterungendie Intensität der Schwerkraft in der BeschleunigungäUßert, die sie einem fallenden Körper erteilt, soist das Gewicht (p) sowohl der :Masse (m) als auch der durch dieSchwerkraft bewirkten Beschleunigung (g) proportional, oder es ist,wenn man statt der Proportionalität die Gleichheit setzt:p =m·g (1),wonach wegen Formel (2) S. 36 das Gewicht eines Körpers von derMasse m von gleicher Art ist wie die auf die Masse m sich erstreckendedauernd wirkende Kraft der Erdanziehung. - Dieshttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig38 4. Wirkungen der Schwerkraft auf alle Arten von Körpern.ist auch ganz erklärlich, da das Fallen eines Körpers und seinGewichtsdruck Erscheinungen sind, die auf die seI be Ursache (dieSchwerkraft) zurückzuführen sind und deren äUßerer Unterschiednur auf den verschiedenen Bedingungen beruht, denen diese Ursachegegenübertritt.Aus Formel (1) a. S. 37 folgt:m=P (2),9d. h.: Die Masse ist gleich dem Gewicht, dividiert durch die Beschleunigung,welche die Schwerkraft bewirkt.\ Zusammensetzung der Kräfte. Fragen wir uns, indem wir.i nun an die E'rage der Zusammensetzung der Kräfte herantreten, zunächst,wie sich ein mal i g wirkende Kräfte zusammensetzen.Wenn sie in derselben Richtung und in demselben Sinne (nachderselben Seite hin) wirken, so addieren sie sich einfach (wie Streckengeometrisch addiert werden). Wirken sie zwar in derselben Richtung,aber in entgegengesetztem Sinne (also entweder voneinanderfort oder aufeinander zu), so subtrahieren sie sich.Ein besonderer Fall ist der, daE zwei in derselben Richtung, aber einanderentgegengesetzt wirkende Kräfte gleich groE sind. Sie heben sich auf, ihreWirkun§: ist also - in der Art, wie sie erwartet werden konnte -gleich Null. Ir gen d eine Wirkung aber, nur von anderer Art, als erwa,rtetwar, findet trotzdem statt; z. B. wird durch zwei Hämmer, die aneinander geschlagenwerden, W ä r me erzeugt, wenngleich die sichtbare Bewegung jedesHammers beim Zusammentreffen beider ein Ende erreicht: die mol are Bewegung(von dem lateinischen .moles", die Masse), also die Bewegung der sichtbarenMassen, geht in eine molekulare Bewegung (d. h. eine Bewegung der unsichtbarenBestandteile der Massen - der Moleküle) über. (V gl. hierzu in Kap. 11die Abschnitte "Natur der "\Värme", "Mechanisches vVärme-Aquivalent" und"Erhaltung der Kraft".)Parallelogramm der Kräfte. Wenn zwei einmalig wirkende Kräfte.(p und q, siehe Abb. 15) unter einem gewissen Winkel auf einenKörper (A) einwirken, so daß z. B. die Kraft p den Körper in einerSekunde von A nach B und dieß Kraft q den Körper in der gleichenZeit von A nach C bewegen würde,so geht der Körper weder nach7'B noch nach C, sondern er bewegtsich längs einer Linie zwischenAB und AC bis zu einem Punkte D,der so weit von AC entfernt liegt----------------~~ wie der Punkt B und so weit vonAbb. 15. Parallelogramm der Kräfte. AB wie der Punkt C, oder mitanderen Worten: der auf einerdurch B zu AC und auf einer durch C zu AB gezogenen Parallelenliegt. Dieser Punkt D ist der vierte Eckpunkt des durch AB undAC oder durch p und q bestimmten Parallelogramms. Der Erfolgist somit der, als hätte weder p noch q eine Wirkung auf A ausgeübt,sondern statt ihrer eine Kraft r ~ AD, welche die Diagonaleim Parallelogramm ABDC ist.· Es ergibt sich also folgendes Gesetz:http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig4. Wirkungen der Schwerkraft auf alle Arten von Körpern. 39Wirken auf einen Körper zwei Kräfte unter einemWinkel ein, so setzen sie sich zu einer mittleren Kraft(der Resultierenden oder Resultante) zusammen, welchenach Richtung und Größe durch die Diagonale des vonden beiden ersten Kräften (den Komponenten) bestimmtenParallelogramms dargestellt wird. (Newton, 1686.)vVas hier von zwei ein mal i g wirkenden Kräften gesagt ist, läßtsich dem Wortlaute nach unmittelbar auf zwei dauernd wirkendeKräfte übertragen; es besteht nur insofern ein Unterschied, als beiden letzteren die absolute Größe der Kraftwirkung in jeder folgendenZeiteinheit (gleichmäßig) wächst.-Wurfbahnen. Die auf einen wage recht geworfenen Körper(S. 35) einwirkenden Kräfte sind nun von verschiedener Art: dieWurfkraft ist eine einmalig wirkende, die Schwerkraft eine dauerndql-------~~~--------------------~~qr-------------------------------~Abb. 16.Wurfbahn eines wagereeht geworfenen Körpers.wirkende Kraft. Beide bilden einen rechten Winkel miteinander, dadie Wurfkraft wagerecht, die Schwerkraft senkrecht wirkt.Die Wirkung der Wurfkraft ist für jede Sekunde dieselbe, dieWirkung der Schwerkraft wächst in den einzelnen aufeinanderfolgendenSekunden (nach dem 2. Fallgesetz, S, 31) im Verhältnisder ungeraden Zahlen. Auf Grund dieser Tatsachen lassen sichdie Resultierenden in den einzelnen Sekunden (1'1' 1'2' rs, 1'4 usw.)auf die aus Abb. 16 ersichtliche Art ermitteln. Der Weg, welchender geworfene Körper durchläuft, die vVurfbahn, ist die durch diePunkte D l , D 2 , D s' D 4 usw. gehende Kurve: eine halbe Parabel.(Die gebrochene Linie D l D 2 DaD 4 •••• ist aus dem Grundenicht die Wurfbahn, weil die Wirkung der Schwerkraft nichtruckweise von Sekunde zu Sekunde, sondern ganz allmählichim Fortgange der Zeit anwächst.)http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig40 4. Wirkungen der Schwerkraft auf alle Arten von Körpern.In ähnlicher Weise wie beim wagerechten Wurf läßt sich dieWurfbahn eines schräg aufwärts geworfenen Körpers feststellen.Sie ist eine vollständige Parabel mit im allgemeinenungleich langen Ästen.Der Scheitel der Parabel liegt beim wagerechten oder horizontalenWurf im Anfangspunkte der Bewegung, beim schiefen Wurfvom Anfangspunkte entfernt; es ist der höchste Punkt der Bahn.Beispiel für den schräg aufwärts gerichteten Wurf: die Flugbahn einesGeschosses, Geschoßbahn oder ballistische Kurve - vgl. Abb. 17. Hierinbedeutet L den Lauf der SchUßwaffe, BB die Seelenachse (eine durch die Mittedes Laufs gedachte gerade Linie), V und K bilden die Visiereinrichtung, dieaus dem eigentlichen Visier (V) und dem Korn (K) besteht._Das Visier V zeigt, von vorn gesehen, oben einen schwalbenschwanzähnlichenAusschnitt, Kimme genannt; das Korn K ist, von vorn gesehen, oben dachartigabgeschrägt. _G ist das GeschOß, vv die Visierlinie; dieselbe geht, über das eigentlicheVisier und das Korn, durch das Ziel (Z).gg ist die GeschOßbahn. Diese deckt sich beim Verlassen des Laufs zunächstmit der Seelenachse, senkt sich aber dann mehr und mehr unter sie (in derAbbildung der übersichtlichkeit wegen stark übertrieben), schneidet vor derLaufmündung, ebenso wie die Seelenachse, die Visierlinie und verläuft in derGestalt einer Parabel bis zum Ziel (Z), wo sie sich, wenn der SchUß ein KernschUßist, mit der Visierlinie zum zweiten Male schneidet.Damit das GeschOß auf dem absteigenden Aste seiner Bahn ins Ziel einschlägt,mUß es zuerst, den Lauf verlassend, aufsteigen; zu diesem Zweck mUßder Lauf eine schräg nach oben gerichtete Stellnng einnehmen (die Mündunggehoben werden), was durch die Visiereinrichtung bewirkt wird, indem daseigentliche Visier h ö her ist als das Korn. Je weiter das Ziel entfernt ist, destohöher mUß das eigentliche Visier eingestellt werden. - Die theoretisch berechneteGeschOßbahn erfährt dnrch den Lu.ft w i d e l' s t a nd eine Änderung, indem sowohldie S te i g h ö he wie die Wurf w e i t e vermindert wird.gAbb. 17. GeschOßbahn oder ballistische Kurve.Fall auf der schiefen Ebene. Wenn ein Körper eine gegen dieHOl'izontalebene geneigte Ebene - eine sogenannte schiefe Ebene- herabrollt, so ist die Geschwindigkeit, die er erlangt, stetskleiner, als wenn er (unter Zurücklegung desselben Weges)fr e i fäll t, und zwar gilt dies auch bei einem fast völligen Ausschlußaller Reibung (ein absoluter Ausschluß der Reibung ist nicht erzielbar).Je steiler die Ebene ist, desto schneller rollt der Körper herab.Der Grund für diese Erscheinung ist der, daE der Körper der Schwerkraftnicht frei zu folgen vermag, weil ein Teil seiner Schwere durch die (von derschiefen Ebene gebildete) Unterlage aufgehoben, der Körper z. T. von der schiefenEbene ge t l' a gen wird; dieser Teil der Schwere des Körpers äUßert sich alsDruck auf die schiefe Ebene. Je steiler die schiefe Ebene, desto geringer istdieser Druck, desto weniger trägt die Ebene den Körper, und desto vollkommenerfolgt er also der Wirkung der Schwerkraft.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig4. Wirkungen der Schwerkraft auf alle Arten von Körpern. 41Geht die Ebene in die wagerechte Stellung über! so wird der Körper v 0 11-ständig getragen, sein Druck ist am größten (= selllem vollen GeWIcht), unddie Schwerkraft vermag gar nicht frei zu wirken, der Körper bleibt in ~uhe.Geht die Ebene in die senkrechte Stellung über, so wird der Körper g a, l' nl c h tgetragen, er fällt frei ne ben der Ebene herab.Der Druck des Körpers auf die schiefe Ebene und seine Fallbeschleunigungstehen im umgekehrten Verhältnis zueinander. DieG r ö 13 e dieses Verhältnisses läßt sich auf die Weise feststellen, daßman die Schwerkraft (bzw. die senkrecht nach unten wirkende Fallbeschleunigung)nach Maßgabe des Gesetzes vom Parallelogrammder Kräfte als Resultierende zweier Komponenten betrachtet, vondenen die eine parallel zur schiefen Ebene, die andere senkrechtdazu gerichtet ist. (Vgl. Abb. 18.)Ist g die Schwerkraft, welche den auf der schiefen Ebene BCherabrollenden Körper im Punkte Mangreift, so sind ihre Komponentenp und q. Diese verhalten sich wie h: b, was aus der Gleichheitvon q und NO und der Ahnlichkeit der beiden Dreiecke MNOund CAB folgt.-~---oA~------------~~----------------~ßAbb. 18.Schiefe Ebene.Man bezeichnet nun l = BC als die L ä n g e, b = AB als dieBasis und h=AC als die Höhe der schiefen Ebene. ·-Definition:Die H ö he einer schiefen Ebene ist die sen k I' e eh t e Entfernungeines Punktes der schiefen Ebene von der Horizontalen (horizontalenEbene); die Länge der schiefen Ebene ist die Entfernung desselbenPunktes von der Horizontalebene, gemessen auf der schiefenE be ne; ,.die Ba si s der schiefen Ebene ist die Projektion ihrer Längeauf die Horizontalebene.Hiernach verhält sich, von der Reibung abgesehen,die Fallbeschleunigung(p) auf der schiefen Ebene zumDruck (q) auf dieselbe wie die Höhe der schiefen Ebenez u ihr erB a s i s.Gleichgewicht auf der schiefen Ebene. Will man verhindern,daß der Körper auf der schiefen Ebene herabrollt, so mUß manihn mit einer Kraft zurückhalten, die gleich p ist, aber im entgegengesetztenSinne wirkt wie p. Da nun p : g = h: l (Ahnlichkeit dervorhin erwähnten Dreiecke) und g der gesamten Schwere des Körpers,die wir als Las t bezeichnen wollen, entspricht, so tri t tau f derschiefen Ebene Gleichgewicht ein, wenn sich die Kraftzur Last verhält wie die Höhe der schiefen Ebene zuihr er L ä n g e. (Auch hierbei ist von der Reibung abgesehen.)http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig42 4. Wirkungen der Schwerkraft auf alle Arten von Körpern.Dies Gesetz der schiefen Ebene lehrt, daß die Verwendungder schiefen Ebene bei der Verhinderung eines Körpers am Fallenund ebenso bei der Emporbeförderung eines Körperseine Ersparnis an Kraft mit sich bringt.Dafür freilich ist im letzteren Falle der Weg, den der Körperzurückzulegen hat, um auf dieselbe Höhe zu gelangen (von ABnach Cl, ein größerer (BC), als wenn man den Körper unmittelbarsenkrecht in die Höhe hebt (AC), und desgleichen ist dieZeit - bei gleicher und gleichbleibender Geschwindigkeit - einelängere.So heben ein mechanischer Vorteil und ein mechanischerNachteil einander auf, und die Arbeit ist - einerseitsbei senkrechter Beförderung, andrerseits bei der Beförderung auf;derschiefen Ebene - die gleiche. (Goldene Regel der Mechanik.)Arbeit und Effekt.Als Arbeit (oder Kraftleistung) bezeichnetman gemeinhin das Produkt aus Kraft mal Weg; wo beiman nur die dauernd wirkenden Kräfte als arbeitsleistende ansieht.(V gl. S. 36.)Da nach Formel (2) S. 36 eine dauernd wirkende Kraft = m. gund nach Formel (2) S. 32 der Weg, den ein fallender oder allgemeinin gleichmäßig beschleunigter Bewegung begriffener Körper1in t Sekunden zurücklegt, = 2 gt2 ist, so ergibt sich nach der vorstehendenDefinition für die Arbeit (A) (Arbeit = Kraft mal Weg)die Formel:1 1A = k. s = (mg) "2gt2 ="2m (gt)2 (1)oder, da nach Formel (1) S. 32: g. t = v ist:1A = "2 mv 2(1 a).Diese Größe, also das halbe Produkt aus der Masse' mal demQuadrat der Geschwindigkeit, bezeichnet man, dem Vorgange desPhilosophen Leibniz folgend, als lebendige Kraft; sie ist identischmit dem, was vorher (S. 37) als Energie bezeichnet wurde.Genauer heißt sie kinetische Energie oder Energie der Bewegung,zum Unterschiede von der potentiellen Energie oderE n erg i e der Lag e. (V gl. hierüber den Abschnitt "Erhaltung derKraft" im 11. Kapitel: "Wärmelehre".)Als Einheit bei der Messuug der Arbeit gilt nach dem C.G.S.-Systemdas Erg, d. i. diejenige Arbeit, welche die Krafteinheit = 1 Dyn (vg1. S. 36)längs eines Weges von 1 cm leistet. Da diese Arbeitsgröße sehr gering ist, sobenutzt man oft das Millionenfache derselben, das als }1 e ger g bezeichnet wird.Bei pr ak ti s eh en Messungen (im Unterschiede von rein wissenschaftlichen)benutzt man das Gramm-Meter, das Kilogramm-Meter oder Meter­Kilogramm und die Meter-Tonne als Arbeitseinheiten. Da nach S. 36 dieauf die Masse eines Gramms ausgeübte Schwerkraft und desgl. die von 1 Grammhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig4. W~rkungen der Schwerkraft auf alle Arten von Körpern. 43als Ge wie h t repräsentierte Kmft = 981 Dyn ist, so ergibt sich für dieseGröl.ien folgende vVertbestimmung:1 Gramm-Meter = 98100 Erg,1 Kilogramm-Meter (kgm) = 98100 000 Erg = 98,1 Megerg,1 Meter-Tonne = 98100 Megerg.Da nun bei der Beurteilung der Leistungsfähigkei t ein~r Maschineauch die Zei t in Betracht kommt in welcher eine bestimmte Arb81t vollbrachtwird, und zwar in der Art, dal.i di~ Leistungs fit h i g k e i t um so gröl.ier i~t, jekürzer die auf eine bestimmte Arbeit verwendete Zeit ist, und um so gennger,je länger die Zeit (die Leistungsfähigkeit ist also umg ekehr t pro portion a Ider Zeit), so hat man diese Leistungsfähigkeit, die auch Ar bei t s s t ä r k e 0 derAEHe k t genannt wird, = -(Arbeit, dividiert durch Zeit) gesetzt und fügt, umt,den Effekt auszudrücken, zu einer Arbeitsangabe die Zeit hinzu, in welcherdie Arbeit verrichtet wird.Man definiert (erklärt) demgemäl.i z. B. den Effekt von 1 Kilogramm­Met e r als diejenige Arbeit, die bei der vertikalen Hebung (also entgegen derWirknng der Schwerkmft als einer dauernd wirkenden Kraft) von 1 kg Gewichtum eine Strecke von 1 minne rh alb der Z ei t ei n e r S ek un d e verrichtetwird. (Sekunden-Kilogramm-Meter oder Sekunden-Meter-Kilogramm.)Hierbei darf diese Hebung statt der eigentlichen 'W'irkung der Schwerkraftgesetzt werden, weil nach dem Ne w ton sehen Prinzip von der GI eie h h e i tder Akt ion und Re akt ion (Gleichheit der Wirkung und Gegenwirkung)jeder Kraft eine ihr gleiche Kraft, aber im umgekehrten Sinne, entgegenwirkt.- Nach diesem Prinzip verliert allgemein ein bewegter Körper,der auf einen andern einwirkt, ebensoviel an Bewegungsgröl.ie(S.36), als er dem zweiten Körper mitteilt.Eine weitere praktische Arbeitseinheit ist das Joule = derArbeit von 1 Kilometerdyn auf dem Wege von 1 m (= 10 7 Erg).Weitere Einheiten des EH e k t es sind das W a t t = der Arbeit von 1 Joulein 1 Sekunde und (nach älterem Messungsverfahrenr'die PferdekraJt (oderPferdestärke, P.S., auch H.P. = Horse-power geschriebenf ----'7!)-KTIogramm­Meter in 1 Sekunde. 1000 Watt sind 1 Kil0'Yatt. Nach dem Gesagten ist:1 kgm = 9,81 Joule = 9,81.10 7 Erg, . ,1 P. S. = 75.9,81 oder 735,75 Watt = ca. 3/4 Kilowatt = 735,75 . 10 7 Erg in1 Sekunde.Wegen des Verlustes an Kraft, der bei jeder Maschine durch Reibung etc.eintritt, wird praktisch 1 Pferdekmft = 0,6 oder rund "/a Kilowatt gerechnet.Die A rb ei t (oder Wirkung), die eine Maschine von dem Effekte (oder derLeistungsfähigkeit) von 1 Kilowatt während 1 Stunde auszuüben vermag,wird als 1 Kilowattstunde bezeichnet.Anwendungen fler schiefeu Ebene; Keil und Schranbe. Die schiefeEbene findet Anwendung als Schrotleiter, in der Form der Rampen, Leiternund Treppen, der Zickzackstral.ien im Gebirge usw.; ferner als Keil oderbewegliche schiefe Ebene und als Sc h rau b e, die als eine um einen Zylinder(oder eine 'Yalze) gewundene schiefe Ebene anzusehen ist. Keilform habenviele 'Yerkzeuge: Messer, Schere, Säbel, Meil.iel, Axt, Nadel, Nagel, Pflugschar,Spaten, Egge usw. - Die schiefe Ebene spielt ferner eine Rolle bei der Anlageder gewöhnlichen oder Adhäsionsbahnen, der Seil- und' Zahnradbahnen.Je schmaler ein Keil ist, mit desto geringerer Kraft läl.it er sich handhaben.Je gröf3er der Durchmesser (oder der Umfang) einer Schraube ist und je näherdie Schraubenwindungen beieinander stehen (oder je kleiner die Ge w i ~ d e h ö h eoder Höhe eines SchraubenO"anges d. i. der parallel der Zylmderachsegemessene Abstand zweier aufeinagder folg~nder Schraubenwindungen ist), destoleichter läl.it sich die Schraube anziehen, aber desto mehr Zeit ist freilich auch zurgleichen Arbeitsleistung erforderlich. Als Schraubenga ng bezeichnet man den Teildes Schraubengewindes von einem Punkte bis zum nächsten senkrecht darüberliegenden.Man unterscheidet zwei Arten von Schraubengewinden: Aul.iengewinde undhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig44 4. 'IVirkungen der Schwerkraft auf alle Arten von Körpern.Innengewinde. Beim Aufiengewinde liegen die Schraubenwindungen dem ZylinderaUßerhalb als hervorstehender Grat auf; beim Innengewinde sind sie einem Hohlzylinderinnen eingeschnitten. Erst das Zusammenwirken beider bringt dieWirksamkeit der Schraube hervor; wird z. B. eine eiserne Schraube mit Aufiengewindein Holz eingeführt, so schafft sie sich selbstein Innengewinde im Holz.Eine in einem fertigen Innengewinde laufende Schraubemit Aufiengewinde heifit S eh ra u ben sp i n deI; ein isoliertesStück Material mit Innengewinde heißt Sc h l' a u benm~jJ!l r (Plural: Schraubenmuttern).Die Schraube findet teils als Befestigungsschraube(statt der Nägel) Anwendung, teils dient sieals Hebeschraube zum Heben von Lasten oder alsD l' U c k sc h l' au bein den verschiedenen Arten vonSc h l' a u ben pr es sen dazu, einen erheblichen Druck auszuüben;die Schraubenpressen haben entweder eine beweglicheSchraubenspindel (z. B. die Buchdruckerpresse,die Olivenpresse, die Saftpresse, die Tinkturenpresse) oderbewegliche Schraubenmuttern (z. B. die Buchbinderpresse).- Zu feinen Messungen wird die Mikrometersch l' au be benutzt.A bb. 19. Schraubenlehre.(Mikr~ometerschraube~)Zur Erläuterung des Prinzips derselben diene dieSc h rau ben 1 ehr e (Abb. 19), mit welcher die Dickevon Drähten oder Platten gemessen wird. Der zumessende Gegenstand wird zwischen die beiden Schraubenbacken bb gebrach~.Die Ganghöhe der Schraube S beträgt 1 mm, und da der .Umfan~ der mitder Schraubenspindel fest verbundenen Trommel oder ScheIbe t In hundertgleiche Teile geteilt ist, so entspricht eine Drehung der Tromme.l um einenTeilstrich einem Vorrücken der Schraube um 1/100 mm. SomIt gestattetdie Trommel die Ablesung von hundertstel Millimetern, der Mafistab 1n dagegendie Ablesung von ganzen Millimetern, um die man die Schraubenbacken voneinanderentfernen mUß, um den zu messenden Gegenstand dazwischen zu klemmen.Die Sc h i f f s sc h rau be, die sich am hinteren Ende der Schrauben·dampfer befindet, wirkt als Bewegungsschraube. 'Vpnn sie in genügendschnelle Umdrehung versetzt wird, vermag das 'V assel', das eine zusammenhängendeMasse darstellt, nieht seitlich auszuweichen, noeh vermag die Schraubewegen der an ihr hängenden Last des Schiffes sich in die Wasserrnasse (nachhinten) einzubohren; die Folge ist, dafi der 'Viderstand des Wassers als treibendeKraft auf die Schraube wirkt, und zwar in entgegengesetzter Richtung, als diesesich ins Wasser einbohren will, also nach vorn; die Schraube ihrerseits schiebtdas ganze Schiff vor sich her. Ahnlich wirken die Propeller der Luftschiffe.Doch wird hier die Luft wegen ihrer Eigenschaft der Elastizität, die ihr alsGas zukommt und die darin besteht, daß sie in hohem Mafie kompressibel (zusammendrückbar)und expansibel (ausdehnbar) ist, durch die Kraft der Propeller-Flügelzusammengedrückt, um sich sogleich danach wieder auszudehnenund so einen Gegendruck auf die Propeller-Flügel auszuüben.Die in der Mechanik Verwendung findenden Schrauben sind rechts gewund e n, d. h. jeder 8chraubengaug steigt, wenn die Schraube vertikal vorunserm Auge steht, von links unten naeh rechts oben empor oder: wenn manin Gedanken auf dem Schraubengewinde aufwärts steigt und nach innen blickt,geht die rechte Schulter voran; die Folge der Rechtswindung ist, daß manjede Schraube beim Hineinschrauben in eine Schraubenmutter, in Holz usw.nach rechts herumdrehen mufi, was für uns handlicher ist, als wenn die Drehungumgekehrt erfolgen mÜßte.Zentralhewegung. Weun man eine Kugel, die an dem unteren Endeeines senkrecht hängenden Fadens (nach Art eines Bleilotes) befestigt ist, ausihrer Ruhelage herauszieht und ihr dann einen seitlichen Stofi versetzt, so bewegtsie sich in einer krummlinigen geschlossenen Bahn - einem Kreis odereiner Ellipse - um die frühere Ruhelage. Damit eine solche Bewegung möglichist und die Kugel nicht etwa, dem Beharrungsgesetze folgend, in geraderhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig4. Wirkungen der Schwerkraft auf alle Arten von Körpern. 45Linie in der Richtung des Stoties weiterfliegt, mUß eine dauernd wirkendeKraft von gleichbleibender Größe die Kugel {ortwä~rend . nacl~ demsel!>enPunkte, der als Mittelpunkt der Bahn bezeichnet WIrd, hu;ttrelben. DIese

Digitale Bibliothek Braunschweig46 4. Wirkungen der Schwerkraft auf aUe Arten von Köl·pern.Nach einem Lehrsatz der Geometrie ist nun BG, die Höhe in dem rechtwinkligenDreieck ABE, die mittlere Proportionale zwischen den beiden Abschnittender Hypotenuse oder des Kreisdurchmessers AB, also: Be· = AC. CE., Da wir annehmen, daE AB und daher erst recht AC unendlich klein ist, so kannCE an näh e run g s w eis e =. dem. Durchmesser AIF gesetzt werden, so daEBC· = AC. 2r ist, wenn der Kr91sradlUs r genannt wud. BC (= AD und annähernd= AB) ist nun der vVeg, , den der Körper A auf Grund seiner Geschwindigkeit(v) in der Zeit t zurücklegen würde, also nach Formel (1) a. S. 3=v.t.Setzt man in die Gleichung BC' = AC . 2r die Werte für AC und BG ein,so folgt:1 Zv'. t 2 = -2 --. t'. 2rm '• Z. rv=-­ munu: z= ~~ (1) r .Hiernach wächst die Gröf3e der Zentrifugalkraft 1. proportional der Massedes schwingenden Körpers, 2. proportioniJ,1 dem Quadrat seiner Geschwindigkeitund 3. umgekehrt proportional dem Radius der Bahn.Von der hier erwähnten Geschwindigkeit, die gemäE Ger früheren Definition(S. 3) der in uer Zeiteinheit zurückgelegte (hier krummlinige) Weg ist, muE diesog. VV i nk el g es ch wind ig k ei t unterschieden werden.D nter der 'V in k e I g e s c h w in d i g k e i t bei einer Zentralbewegung ver·steht man die Weg-Geschwindigkeit eines Punktes, der sich in der Entfernung1 (1 cm) von dem Dmdrehungsmittelpunkt oder der Umdrehungs ach s e be fin de t.Bezeichnet man diese Winkelgeschwindigkeit mit w, so ist die Weg - Ge -sc h w in d i g k e i t eines Punktes in der Entfernung r - bei der I:

Digitale Bibliothek Braunschweig5. Wirkungen der Schwerkraft auf feste Körper.475. Wirkungen der Schwerkraft auf feste Körper.(Mechanik der festen Körper.)Wegen der bedeutenden Kohäsion, die den festen Körpern eigenist, brauchen sie nur in einzelnen Punkten unterstützt zu werden,um nicht zu fallen, da die Ablösung einzelner - nie h t unterstützter- Teile entweder gar nicht oder (je nach der Kohäsion)doch nur in geringem Maße zu befürchten ist. Auf Grund dessenzeigt die Einwirkung der Schwerkraft auf feste Körper gewisseBesonderheiten, die sich im Hebel, in der Erscheinung des Schwerpunktesund im Pendel offenbaren.Hebel. Als Hebel bezeichnet man einen um einenfesten Punkt oder eine feste Achse drehbaren Körper,auf we Ich e n Kr ä f tee i n wir k e n. - Der feste Punkt heißtUnterstützungspunkt oder Drehpunkt, die Punkte, in denen die Kräfteauf den Hebel wirken, heißen Angriffspunkte der Kräfte; die Entfernungeines Angriffspunktes einer Kraft vom Drehpunkt heißt einHebelarm.Die gewöhnliche Form des Hebels ist die einer Stange. -Durchbohrt man eine solche in der Mitte und steckt sie auf einenStift, so ist sie zunächst im Gleichgewicht, vorausgesetzt, daß siein allen ihren Teilen gleich schwer ist. Hängt man dann an ihreines Ende ein Gewicht, so neigt sich die Stange nach der schwererenSeite hin. Um das frühere Gleichgewicht wieder herzustellen,ist es nötig, auch das andere, in die Höhe gegangene Ende derStange durch ein Gewicht zu beschweren, und zwar zeigt der Versuch,daß dieses Gewicht dem ersten gl ei c h sein mUß (sofern beideGewichte gen au in gleicher Entfernung vom Drehpunkt sich befinden).Die Stange mit den beiden Gewichten stellt einen Hebel dar,den man als gleicharmigen zweiarmigen Hebel bezeichnet.Ein zweiarmiger Hebel übe r hau pt ist ein solcher, dessenKräfte auf verschiedenen Seiten vom Drehpunkt aus angreifen,oder: dessen Drehpunkt sieh zwischen den Angriffspunkteu derKräfte befindet.GI eie h arm i g heißt ein zweiarmiger Hebel, wenn seine Hebelarmegleich laug sind, u u g lei c h arm i g, wenn seine Hebelarmeverschieden lang sind.Aus dem oben Gesagten ergibt sich das Hebelgesetz : Eingleicharmiger (zweiarmiger) Hebel ist im Gleichgewicht,wenn die Kräfte einander gleich sind.Unterscheidet man die Gewichte voneinander als Kraft undLast, so lautet das Gesetz: Ein gleicharmiger (zweiarmiger) Hebelist im Gleichgewicht, wenn Kraft und Last einander gleich sind.Will man einen ungleicharmigen (zweiarmigen) Hebel insGleichgewicht bringen, so lehrt der Versuch, daß an dem kürzerenHebelarm eine g r ö 13 er e Kraft wirken mUß als an dem längerenHebelarm, und zwar mUß das Verhältnis der Kräfte das umgekehrtesein wie das der Hebelarme. (Hebelgesetz desArchimedes, 287-212 v. ehr., Syrakus.)JIhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig48 5. ·Wirkungen der Schwerkraft auf feste Körper.Nennt man die Hebelarme a und b (Abb. 21) und die Kräftep und q, so ist der Hebel im Gleichgewicht, wenn p = ~ oder:q apa = qb. pa und qb sind die Produkte aus jeder der Kräfte unddem zugehörigen Hebelarm. Ein solches Produkt aus einer Kraftund dem zugehörigen Hebelarm heißt das ~.t.i1_tLs_cheMomentoder Drehungsmoment der Kraft, kurz auch nur Momentder Kraft genannt. (Leonardo da Vinci, 1452-1519; GuidoUbaldi, 1577.) Ein ungleicharmiger Hebel ist also im Gleichgewicht,wenn die statischen Momente der Kräfte einander gleich sind. Dadiese Gleichheit auch beim gleicharmigen Hebel statthat, gilt dasallgemeine Hebelgesetz:Ein (zweiarmiger) Hebel ist im Gleichgewicht, wenndie statischen Momente der Kräfte einander gleich sindoder, wenn man wiederum Kraft und Last unterscheidet: Ein (zwei-A.r-__ ~~----~------,---------~ßaAbb. 21. Ungleicharmiger zweiarmiger Hebel. Abh. 22. Einarmiger Hebel.armiger) Hebel ist im Gleichgewicht, wenn das Moment der Kraftgleich dem Moment der Last ist.Derselbe Satz gilt nun auch für den ein .a..rmigen Hebel. Eineinarmiger Hebel ist ein Hebel, dessen Kräfte auf ein er Seite vomDrehpunkt aus angreifen. Man nennt auch in diesem Falle dieEntfernungen der Angriffspunkte vom Drehpunkt die Hebelarme;beide aber fallen zum Teil ineinander (daher der Name "einarmiger"Hebel).Ein wichtiger Unterschied besteht zwischen der Wirkungsweiseeines zweiarmigen und der eines einarmigen Hebels insofern, alsdie Kräfte des zweiarmigen Hebels nicht nur parallel gerichtet sind,sondern auch im gleichen Sinne wirken, z. B. beide abwärts,während die Kräfte des einarmigen Hebels zwar parallel, aber inentgegengesetztem Sinne wirken müssen, damit Gleichgewicht bestehe.(Siehe Abb. 22.)Eine besondere Form des Hebels bildet der W i n k e I heb e I,bei welchem die Hebelarme im Drehpunkt gegene1riandergeneigtsind, also einen Winkel miteinander bilden.Hier wie in all den Fällen, wo eine Kraft nicht rechtwinkliggegen den zugehörigen Hebelarm gerichtet ist, hat man im Begriff desstatischen Moments den Hebelarm durch den sen k re c h t e n Abstanddes Drehpunktes von der Richtung der Kraft zuhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig5. 'Wirkungen der Schwerkraft auf feste Körper. 49ersetzen, so daß allgemein als statisches Moment oder Drehungsmomenteiner Kraft das Produkt aus der Kraft und dersenkrechten Entfernung des Drehpunktes von derR ich tun g der Kr a f t zu definieren ist.Anwendung der Hebelgesetze. Die Hebelgesetze finden mannigfacheAnwendung. Die wichtigste, welche die Wagen darstellen, kann erst erörte.rtwerden, wenn vom Schwerpunkt die Rede gewesen ist. Eine W age stell~ mihrem wesentlichsten Teil, dem vVagebalken, einen zweiarmigen - gleicharmIgenoder ungleicharmigen - Hebel dar.Als ungleicharmiger zweiarmiger Hebel wirkt der Heb e bau m, wennman ihn mit dem einen Ende unter die emporzuhebende Last schiebt, mit einerjenem Ende nahe befindlichen Stelle auf die K a n t e eines festen Gegenstandeslegt und das andere Ende niederdrückt. Ebenso wirkt die B r e c h s t a n g e(Brecheisen); der Brnnnensch wengel; der Spaten (der Drehpunkt liegtin der linken Hand); die Türklinke; das Schaukelbrett oder die vVippe;das Steuer eines Kahns usw.; Scheren und Zangen sind doppelte ungleicharmigezweiarmige Hebel mit gemeinschaftlichem Drehpunkt. Alle diese'Verkzeuge werden so benutzt, daß die Kraft an dem längeren Hebelarm wirkt;dadurch wird es erreicht, daß sie kleiner ist als die Last; man s par tal soan Kraft. Doch ist diese Kraftersparnis mit einem größeren Zeitaufwand ver-Abh. 23. Feste Rolle. Ahb. 24. Bewegliche Rolle (A) inVerbindung mit einer festen (h).bunden, da ein läugerer Hebelarm an seinem Endpunkte größere Wege zurückzulegenhat als ein kürzerer. - Hier kommt abermals die goldene Regel derMechanik (vgl. S. 42) zur Geltung.Ein Hebebaum kann auch als einarmiger Hebel Verwendung finden;es geschieht dies, wenn man ihn beispielsweise unter die Räderachse einesWagens schiebt, sein eines Ende auf der Erde ruhen läßt und das andereemporhebt. Als einarmige Hebel sind ferner anzusehen: die S eh u b kar r e ,die Häcksel- und Tabaksschneiden, ,jie Brotmaschine, die Wurzelschneidemaschine,der Hebel der Differentialhebelpresse, dasSicherheitsventil an Dampfmaschinen; das Ruder (der Drehpunkt liegtim Wasser). Doppelte einarmige Hebel stellen der Nu Ei k n a c k er und dieZitronenpress(\ dar. Der menschliche Arm, und zwar der Unterann,ist ebenfalls ein einarmiger Hebel; der Drehpunkt liegt im Ellbogengelenk,die Kraft liefert der zweiköpfige Armmuskel an der Vorderseite des Oberarms,der an einem unweit des Ellbogengelenks gelegenen Funkte der Speicheangreift, und die Last ist die Hand nebst den von dieser etwa getragenenGegenständen. In diesem Falle ist der Hebelarm der Kraft kleiner als derHebelarm der Last, die Kraft also größer als die Last; dafür hat aber diegeringe Zusammenziehung des Muskels eine grone und schnelle Bewegung derHand zur Folge.Rolle. Als Hebel ist ferner die Roll e anzusehen: eine kreisrundeScheibe,. welche an ihrem Umfange eine z;:UAiifnahme einer Schnur oder Kettebestimmte Rinne besitzt und sich um eine durch den Mittelpunkt gehende Achsedrehen kann. Die Achse wird von einer sog. Schere getragen oder trfigt selbst diei:ichule der PhaJ'mazie. IH. 4. Aufl. 4http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig50 5. 'IVirkungen der Schwerkraft auf feste Körper.letztere (f e s te und b ewe gl ich e Rol.le, ~bb. 23 und 24, A). Um sich die HebelwirkunO'klarzumachen, denke man siCh eIllen wagerechten Durchmesser gezogen.Alsdan~ erkennt man, daß die fes t e Roll e (Abb. 23) ein gleicharmiger Hebelist, dessen Drehpunkt der Mittelpunkt ~er Rolle i~t. ~ie befi~det sich als.o imGleichgewicht wenn Kraft und Last emander gleIch smd. Die be weg 11 c h eRoll e (Abb. '24, A) ist ein einarmiger Hebel, dessen Drehpunkt (D) im Umfangder Rolle liegt. Sie ist im Gleichgewicht, wenn die Kraft halb so graffi ist wiedie Last da der Hebelarm der Kraft (als Durchmesser) doppelt so groß ist wiederjenig~ der Last (als Radius). Eine Verbindung mehrerer fester und beweglicherRollen ist der FI aschen zug. Für ihn ergibt sich der Satz, daß dieKraft gleich dem sovielten Teil der Last ist, wie der Flaschenzug Rollen besitzt.\Vellrad. Das Wellrad (oder Rad an der ~Welle), welches aus einer\Valze und einem an derselben konzentrisch befestigten Rade besteht, wirkt alsungleicharmiger zweiarmiger Hebel. Ein Wellrad, welches anf eine einzelne mitHandgriff versehene Speiche beschränkt ist, heißt eine Kur beL Sie findetsich z. B. an der ~Winde (Abb. 25, A; B ist die Welle), der Drehrolle, derKaffeemühle usw. - Ein \Vellrad ist unter anderm das S t eu e r rad einesSchiffes.Als Wellräder wirken auch die Zahnräder,Scheiben, welche an ihrem Umfang Vorsprünge -die Zähne - tragen, mit denen sie in die Lückenzwischen den Zähnen anderer Zahnräder oder einerZ ahn s t a n g e eingreifen.Schwerpunkt. Wenn man einen Stabquer über einen Finger legt, so kann manihn in ein e m Punkte so unterstützen, naßdie eine Seite der andern das GleichgewichtAbb. 25. Winde.hält. Dies erklärt sich so, daß der ganzeStab aus lauter Massenteilchen besteht, aufwelche die Schwerkraft wirkt (und zwar auf alle in nahezu gleicherRichtung - vgl. S. 29) und welche zu dem Unterstützungspunkt soliegen, daß die Summe der statischen Momente aller Massenteilchenauf der einen Seite vom Unterstützungspunkt aus gleich der auf derandern ist.Wird eine Visitenkarte im Mittelpunkt, d. h. im Schnittpunktder Diagonalen, durchbohrt und mit der Offnung auf eine wagerechtgehaltene Nadel geschoben, so befindet sie sich in allen Lagen, dieman ihr gibt, (nahezu) 1) im Gleichgewicht. Der Grund hiervon istder, daß, wie man die Karte auch stellen mag, ein durch den Unterstützungspunktgehender senkrechter Schnitt sie stets in zwei gleicheTeile zerlegen würde, derart, daß (wie im vorigen Beispiel) dieSumme der statischen Momente aller Massenteilchen links von diesemSchnitt gleich derjenigen rechts oder kürzer: daß das statische Momentder linken Hälfte der Karte gleich dem der rechten Hälfte ist.Während sich in den beiden vorstehenden Beispielen nur dieMassenteilchen links und rechts vom Unterstützungspunkt bzw. voneiner durch denselben gehenden senkrechten Ebene aus das Gleichgewichthalten, besitzt jeder Körper auch einen Punkt von einercl er art i gen Beschaffenheit, daß alle Massenteilchen r i n g s umihn herum einander das Gleichgewicht halten. Ein solcher Punkt1) Nah e zu, weil die Durchbohrung keinen Punkt darstellt, sondern annäherndeine Kreisfläche.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig5. Wirkungen dcr Schwerkraft auf feste Körper. 51gewissermaßen also der M ass e n - Mit tel p unk t des Körpers -heißt sein Sc h we rpu nk t oder Bar y z en trum), weil, wenn derKörper in ihniüiitersfützt wird, die Schwerkraft keine Bewegungswirkungmehr auf den Körper auszuüben vermag, sondern letzterersich so verhält, als wäre seine ganze Schwere (bzw. seine ganzeMasse) in dem fraglichen Punkte vereinigt.Der Schwerpunkt eines geraden und seiner ganzen Länge nachgleich starken und gleich schweren Stabes liegt in der Mitte imIn n ern des Stabes; der Schwerpunkt einer Visitenkarte im Schnittpunktder Diagonalen, aber ebenfalls im In n ern, in der Mittezwischen beiden Kartenseiten (die Karte hat eine gewisse Dickeoder Stärke I).Der Schwerpunkt eines Körpers, der in allen seinen Teilen (oder wenigstensin allen den Teilen, die zu einer ihn symmetrisch teilenden Ebene symmetrischliegen) gleich schwer ist, fällt mit seinem geometrischen Mittelpunktzusammen. Derselbe braucht n ich tim m e r i m In n ern des Körpers zuliegen. Das in Abb. 26 dargestenteSystem -- der schwebende Kege 1-, bestehendaus einem Kegel, einem durchdenselben gehenden Bügel undzwei an dessen Enden befestigtenKugeln, hat seinenSchwerpunkt auf der punktiertenLinie unter ha I bder Kegelspitze, also in derfreien Luft.Der Schwerpunkt einesKörpers, der aus verschiedenenS t 0 f f e n besteht nnddaher in seinen verschiedenen'feilen verschiedene Schwerebesitzt (oder kürzer, da dieAbb. 26. Schwebender Kegel.Schwere von der mehr oderweniger dichten Anhäufungder Massenteilchen abhängt: der Schwerpunkt eines Körpers von ungleicherD ic h tig k ei t) liegt (dem Gesetz vom Gleichgewicht des ungleicharmigen zweiarmigeuHebels eutsprechend) vom geometrischen Mittelpunkt aus nach derSeite hin, wo der Körper am schwersten ist.Arten des Gleichgewichts. Wird ein Körper in einem andernPunkte als seinem Schwerpunkt unterstützt, so hat die Seite, aufwelcher der Schwerpunkt (vom Unterstützungspunkt aus) liegt, dasübergewicht, und der Körper fällt, bis der Schwerpunkt die tiefsteStelle, die er einnehmen kann, erlangt hat.Man kann zusammenfassend von jedem Körper, insofern er einGanzes darstellt, annehmen, daß die Schwerkraft ihn nur in seinemSchwerpunkt angreift.Je nach der Art der Unterstützung eines Körpers in ein e mPu n k t e unterscheidet man drei Arten des Gleichgewichts desKörpers.Wird ein Körper in seinem Schwerpunk t unterstützt, so befindeter sich im indifferenten Gleichgewicht (Abb. 27, a); erverharrt unverändert in allen Lagen, die man ihm gibt; jede Lageist eine Gleichgewichtslage.4*http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig52 5. Wirkungen der Schwerkraft auf feste Körper.Wenn der Schwerpunkt eines Körpers senkrecht unter dem Unterstützungspunktliegt, so befindet sich der Körper im s tab i 1 enG 1 eie h -gewicht (Abb. 27, b); wird er aus seiner Gleichgewichtslage herausgebracht,so fäll t er - der Schwerkraft folgend, die ihn in seinemau~ der tiefsten Lage emporgehobenen Schwerpunkt angreift - wiederin die alte Gleichgewichtslage zurück; der Körper hat nur ein eGleichgewichtslage (die dann vorhanden ist, wenn der Schwerpunktgen aus e n k r e c h t unter dem Unterstützungspunkt liegt). - Auchder schwebende Kegel (Abb. 26) befindet sich im stabilen Gleichgewicht.""Venn der Schwerpunkt eines Körpers senkrecht übe I' demUnterstützungspunkt liegt, so befindet sich der Körper im 1 abi 1 e nG 1 ei c h ge w ich t (Abb. 27, c); wird er aus seiner Gleichgewichtslageherausgebracht(wozu der geringste Anstoß genügt), so gehter - wiederum der Schwerkraft folgend - nicht in die alteAbb. 27.Indifferentes. stabiles und labiles Gleichgewicht.S = Schwerpunkt; U = TJnterstützungspunkt.Gleichgewichtslage zurück, sondern in eine neu e Gleichgewichtslageübe r, und zwar in eine derartige, daß der Schwerpunkt die tiefstmöglicheLage erhält; dies ist die stabil e Gleichgewichtslage ; im labilenGleichgewicht gibt es nach· aem Gesagten au c h nur ein eGleichgewichtslage (die dann vorhanden ist, wenn der Schwerpunktgenau senkrecht über dem Unterstützungspunkt liegt).Beim Ba 1 an z i e I' e n eines Stabes u. dgl. herrscht labiles Gleichgewicht,und man mUß, um das Fallen des Gegenstandes zu verhüten,bei jeder Neigung desselben aus der Gleichgewichtslage denUnterstützungspunkt, z. B. die Hand, stets schnell wieder senkrechtunter den Schwerpunkt bringen.Wird ein Körper statt in einem Punkte durch eine Flächeunterstützt, so kann von den drei eben besprochenen Gleichgewicht.sartennicht die Rede sein; vielmehr steht in diesem Falle derKörper nur mehr oder weniger stabil (und dementsprechendwen i ger 0 der m ehr 1 ab il).http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig5. Wirkungen der Schwerkraft auf feste Körper. 53Jeder durch eine Fläche unterstützte Körper bleibt überhauptso lange stehen, als sein Schwerpunkt senkrecht über seiner Unterstützungsfiächeliegt; er fäll t, wenn er geneigt wird, in dem Augenblick,wo ein durch den Schwerpunkt gezogen gedachtes Lot, indessen Richtung ja die Schwerkraft auf den Körper wirkt, nichtmehr durch die Unterstützungsfiäche, sondern seitlich an ihr vorbeigeht,so daß also der Schwerpunkt nicht mehr unterstützt wird.Je g r ö 13 e l' daher die U nterstützungsfiäche eines Körpers ist undje näher sein Schwerpunkt der Mitte der Unterstützungsfiäche liegt(insbesondere: je tiefer er liegt), desto stabiler ist der Körper (d. h.desto fester und sicherer steht er).Abb.28. Gewöhnliche Wage; Form der Handwage.Hieraus erklären sich viele Erscheinungen des alltäglichenLebens. Das Stehen (breitbeinig steht man fester), das Gehen;Schlittschuhlaufen ; Radfahren. Beim Tragen einer Last auf demRücken neigt man sich nach vorn; trägt man eine Last auf einerSeite, so neigt man sich nach der entgegengesetzten. Beim Aufstehenvon einem Stuhl beugt man entweder den Oberkörper voroder man setzt die Beine unter den Stuhl. - Die Füße von Lampenund Leuchtern sind breit und möglichst schwer. - Eine Stehleitersteht um so sicherer, je weiter sie auseinander gezogen wird. -Ein Boot schlägt leichter um, wenn man in ihm steht, als wennman sitzt.Wage. Ihre wichtigste Anwendung finden die Hebelgesetze inden Wagen (vgl. S. 49). Wir betrachten die gewöhnliche oder gleicharmigeWage, die Schnell wage und die Brückenwage.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig54 5. Wirkungen der Schwerkraft auf feste Körper.Gewöhnliche Wage. Die gewöhnliche oder gleicharmigeWage (Abb.28) besteht aus dem Wagebalken (B,ß) mit derZunge (z), der Schneide (8) nebst den Pfannen (P), auf denendie Schneide ruht, und den gleichfalls meist von Schneiden getragenen·B ü gel n (bei B) mit den Wageschalen (W, W). Die Schneiden(auch Zapfen genannt) und die Pfannen sind aus poliertem Stahlhergestellt.Die Pfannen sind bei der in Abb. 28 abgebildeten Form dergleicharmigen Wage Teile der Sc her e (8), welche entweder mitder Hand gehalten oder von einem besonderen Gestell (Stativ) getragenwird. Die Einrichtung der Tarierwage zeigt Abb. 29, diejenigeder chemischen Wage Abb. 30.Abb. 29.Gewöhnliche Wage; Form der Tarierwage.i/Die Wagen dienen zur Feststellung des Gewichts eines Körpers. IhreHandhabung geschieht in der Weise, daI.i der zu wägende Körper auf die eineWageschale gelegt wird, die Gewichte auf die andere und dafi nun Gleichgewichthergestellt wird. Dann geben die Gewichte (Mafiß"ewichte) unmittelbardas Gewicht (die GröI.ie der Schwere) des Körpers an. lJas Gleichgewicht erkenntman daran, dafi sich der Wagebalken wagerecht oder horizontal, dierechtwinklig an ihm befestigte Zunge also senkrecht oder vertikal stellt.Eine gute Wage mufi richtig und empfin dlich sein. Richtig ist sie,wenn: 1. beide Hebelarme des Wagebalkens gleiches Gewicht haben, 2. beideArme gleich lang sind, 3. der Unterstützungspunkt (bei 8 in Abb. 28) und diebeiden Aufhängepunkte (Abb. 28, E,E) in gerader Linie liegen, 4. der Wage·balken die erforderliche Festigkeit besitzt, so .. dafi keine Verbiegung stattfindet.E m p f i n d I ich ist die 'Vage, wenn: 1. der Schwerpunkt des Wagebalkens(bzw. der Wage) u n tel' dem' Unterstütznngspunkt, aber in möglichsterNähe desselben liegt, 2. die Hebelarme möglichst lang sind, 3. ihrGewicht ein geringes ist, 4. die Reibung zwischen Schneide und Pfannen sowiean der Aufhängevorrichtung der Bügel eine möglichst unbedeutende ist.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig5. Wirkungen der Schwerkraft auf feste Körper. 55Wagebalken und Wageschalen bilden k ein zu sam m e n h ä n gen desM ass e n s y s t e m, vergleichbar dem schwebenden Kegel (S. 51), so daß der~chwerpunkt je nach der Belastung der Wageschalen bald tiefer, bald wenigerhef, auf alle Fälle aber weit u n t e r dem Unterstützungspunkt des Wagebalkensläge. Sondem: da die Wage schalen mit dem Wagebalken b ewe g­I ich verbunden sind, werden durch die IYageschalen nur die Enden desWage baI kens stärker oder schwlicher belastet und der Schwerpunkt der IVageliegt, u n a b h ä n gig von den IYageschalen und ihrer BelaRtung, stets an derselbenStelle im Innern des VV ag e balken s. Wir haben es also bei derWage mit einem stabilen, keinesfalls mit einem indifferenten oder gar labilenGleichgewicht zu tun.Die für die Richtigkeit der Wage aufgestellten Bedingungen erklärensich insofern, als bei ihrer Vernachlässigung die Wage (bzw. der Wagebalken)keinen gleicharmigen Hebel darstellt; was den 4. Punkt - die Festigkeit desIVagebalkens - anbetrifft, so ist zu bemerken, daß durch Verbiegung einesHebelarmes eine VerkLtrzung desselben eintreten würde. Zu ermitteln sind dierAbb. 30.Chemische Wage.genannten Bedingungen auf folgende Weise: das gleiche Gewicht der Hebel·arn:e durch Abnahme der Wageschalen ; ihre gleiche Länge, indem man sie beidegleI~h belastet, dann die Belastung vertauscht und zusieht, ob wieder GleichgeWIchtherrscht; die gleich hohe Lage der Unterstützungs- und Aufhängepunktedurch einen ausgespannten Faden.Die Gründe für die Bedingungen, von denen die Empfindlichkeit derWage abhängt, sind diese: 1. Das Gleichgewicht des Wagebalkens mUß einstabiles sein; läge der Schwerpunkt im Unterstützungspunkt, so würde sich der~V a~ebalken in allen Lagen im Gleichgewicht befinden, die man ihm gibt(mdIfferentes Gleichgewicht), was natürlich nicht der Fall sein darf; läge derSchwerpunkt gar übe r dem Unterstützungspunkt, so würde labiles Gleichgewichtherrschen, der Wagebalken würde bei der kleinsten Mehrbelastung aufeiner Seite umschlagen, die Wage wäre überempfindlich. 2. Je längerdie Hebelarme sind, desto stärker wirkt ein übergewicht auf einer Seite der Wage,da das statische Moment desselben um so größer ist; desto größer ist also auchder Ausschlag, den es hervorruft. 3. Je leichter der Wagebalken ist, eine destogeringere Kraft genügt, ihn in Bewegung zu setzen. 4. Je unbedeutenderhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig56 5. Wirkungen der Schwerkraft auf feste Körper.die Reibung ist, desto leichter kann ebenfalls der 'Yagebalken in Bewegunggesetzt werden.Dm den 'Yagebalken gleichzeitig möglichst lang, leicht und fest zumachen, gibt man ihm (bei den feineren IVagen, Abb. 29 und 30) eine rhombenähnlicheGestalt und stellt ihn durchbrochen her. Herstellungsmaterial: Mes"sino' anch Aluminium. Eine verstellbare Schraube senkrecht ober- oder unterhalb'des Schwerpunktes des 'Wagebalkens ermöglicht es, den Schwerpunkt demDnterstützungspunkte zu nähern ou~r von ih.m zu entfernen und d9:durch dieEmpfindlichkeit der 'Vage zu regulIeren. DIe sogenannte "A l' r e tl e run g"ist eine im Stativ angebrachte Vorrichtung, durch welche der Wagebalken mitden Schalen beim Nichtgebrauch emporgehoben werden kann, so daß dieSchneide nnd die Pfannen sich nicht berühren und somit ihre unnötige Abnutzungvilrmieden wird.Den Grad der Empfindlichkeit einer 'Yage bestimmt man naeh demkleinsten Gewicht, welches bei größter Belastung der Wage noch einen deutlichenAusschlag bewirkt. Ist das Gewicht = a, die größte (einseitige) Be-i\\\\\\\\\\!Abb. 31.Dezimalwage.Iastung = b, so bedient man sich als Maß für den Grad der Empfindlichkeitdes Bruches 2~;derselbe gibt an, den wievielten Teil das Minimalgewicht vonder Maximalbelastung ausmacht.Dm Wägungcn bis auf Milligramme genau vornehmen zu können, verwendetman, da sich kleinere Gewichte als ein Zentigramm nieht gen au herstellenlassen, folgenden Kunstgriff. Man teilt die Arme des Wagebalkens inje zehn gleiehe Teile ein (Abb. 30) und verwendet ein Zentigramm in Formeines gebogenen Drahtes (Reiter) so, daß man es auf den Wagebalken in bestimmtenAbständen vom Dnterstützungspunkte aufsetzt. Während es dann amEnde des Wagebalkens als ein Zentigramm wirkt, wirkt es in '/'0 der Entfernungvom Untel'stützungspunkt als 1/10 cg = 1 mg, in 2/10 der Enfernung als2/,0 cg = 2 mg usw.Schnellwage. Zum raschen Wägen,namentlich größerer Lasten,bei dem es nicht auf große Genauigkeit ankommt, bedient man sichder S eh nell w ag e, welche einen ungleicharmigen Hebel darstellt,an dessen kürzeren Arm die Last gehängt wird, während auf demmit einer Einteilung versehenen längeren Arm das sogenannteLau f g e wie h t in solche Entfernung vom Unterstützungspunkt gebrachtwerden kann, daß Gleichgewicht herrscht. Tritt dieses z. B.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig.5. Wirkungen der Schwerkraft auf feste Körper. 57ein, wenn das - sagen wir: 500 g schwere - Laufgewicht sichdreimal so weit vom Unterstützungspunkt befindet als die Last, sowiegt die letztere 3.500 = 1500 godel' 11/2 kg.ßrückenwage. Um sehr umfangreiche und schwere Lasten zuwägen, bedient man sich der Brückenwagen, die teils Dezimalwagen,teils Zentesimalwagen sind. Nur die ersteren, welchedie häufiger 1'orkommenden sind, wollen wir betrachten.In Abb. 31 ist AB der Wagebalken, der einen zweiarmigen, ungleicharmigenHebel darstellt, Oder Unterstützungspunkt und EFdie Brücke, auf welche die Last gebracht wird. Diese Brücke istan zwei Stellen unterstützt: in E durch eine Stange, die vondem kürzeren Arm des Wagenbalkens OB in D getragen wird, undin G durch den unter der Brücke befindlichen einarmigen Hebel J H,dessen Drehpunkt H ist, während sein Endpunkt J durch die festeVerbindung BJ 1'on dem kürzeren Arm des vVagebalkens emporgehaltenwird.1 1Die Wage ist derartig gebaut, daß OB = 2 0A; OD = 10 OA1 1= 5 0B; HG=5HJ.Die Last wirkt nun mit einem Teil ihres Gewichtes - nennenwir ihn]l - niederziehend auf die eine Unterstützungsstelle derBrücke: E und damit auf D. Diesem Zuge wird durch ein Gewicht1= 16 p, das auf die in A hängende Wageschale gelegt wird, dasGleichgewicht gehalten, da OA = 10 . OD. Mit dem Rest ihresGewichtes - nennen wir ihn q - wirkt die Last auf die andereUllterstützungsstelle der Brücke: G und damit an der gleichenStelle auf den einarmigen Hebel. Soll ein Niedersinken desselbenverhindert werden, so mUß derselbe in J bzw. B mit einer Kraft1= 5 q emporgehalten werden, da HJ =5. HG. Diese Wirkungwird erreicht, wenn man auf die Wageschale links ein Gewicht1= der Hälfte dieser Kraft = 10 q setzt, da OA = 2. OB.Es ist hiernach ersichtlich, daß auf der beschriebenen Wageeine Last p+q mit einem Gewicht=l~(P+q)-d. h. miteinemGewicht, das nur den 10. rfeil der Last beträgt - gewogenwerden kann; daher der Name Dez i mal w a g e.Die Einrichtung der Zentesimalwagen ist eine derartige, daßdie Gewichte nur den 100. Teil der zu wiegenden Lasten betragen.Pendel. Wenn man die Bleikugel eines Lotes, wie wir es aufS. 29 beschrieben haben, aus ihrer Lage senkrecht unter dem Aufhängepunktdes Lotes heraushebt und dann losläßt, so fällt siehttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig58 5. Wirkungen der Schwerkraft auf feste Körper.der Schwerkraft folgend - zunächst wieder in ihre frühere -tiefste - Lage zurück (vg1. stabiles Gleichgewicht), geht aber -auf Grund des Beharrungsgesetzes - über diese Lage hinausund e rh e b t sie h nach der entgegengesetzten Seite bis zu einemPunkte, der in gleicher Höhe über der Horizontalebene liegt wiederjenige, in welchem man zuvor die emporgehobene Kugel losgelassenhatte. Hierauf führt die Bleikugel die entgegengesetzte Bewegungaus uud so fort, bis sie durch den Luftwiderstand und dieReibung des Fadens am Aufhängepunkte nach kürzerer oder längererZeit in ihrer tiefsten Lage zur Ruhe gelangt.Wie die Kugel, führt aber auch das ganze Lot hin- und hergehendeBewegungen aus, und zwar um seine ursprüngliche senkrechteStellung als mittlere Gleichgewichtslage ; derartige hin- undhergehende Bewegungen eines Körpers um eine mittlere Gleichgewichtslagenennt man S eh wi n gungen , den schwingenden Körper/ ein ~ n d ~1 Das in der geschilderten Weise schwingende Lot istdie einfachste Art eines Pendels: ein sog. F ~(te np end e 1.Ist der schwere Körper (hier die Bleikugel) an einer starrenStange befestigt, so haben wir es mit einem S ta n gen pe n deI zutun, wie es die Pendeluhren besitzen. Der schwere Körper derStangenpendel hat meist linsenförmige Gestalt, weil er dadurchbesser in den Stand gesetzt ist, die Luft zU durchschneiden; er heißtPendellinse.Fadenpendel und Stangenpendel werden als p h y si sc h e 0 derzusammengesetzte Pendel bezeichnet. Unter einem mathematischenoder einfachen Pendel (das es nur in Gedankengibt) versteht man ein Pendel, bei dem die Masse des schwerenKörpers in einem Pu n k te vereinigt ist, der an einem unausdehnbarenund gewichtslosen Faden hängt.Folgende Begriffe, die sich auf das Pendel und die Pendelbewegung beziehen,sind noch besonders zu merken.Als Pendellänge bezeichnet man die Entfernung des Aufhängepunktes- oder Schwingungsmittelpunktes - vom Schwerpunkt des Pendelkörpers.Ein e Schwingung ist . die Bewegung dieses Schwerpunktes (bzw. desPendelkörpers oder des ganzen Pendels) von einer äußersten Lage bis zurentgegengesetzten; eine D 0 p p e I schwingung ist die Bewegung des Schwerpunktesnsw. von einer äUßersten Lage bis zur entgegengesetzten und wiederzurück.Der Weg - ein Kreisbogen -, den der Schwerpunkt des Pendelkörpersbei einer Schwingung zurücklegt, heißt S c h w i n gun g s bogen; der Winkel,den das Pendel in einer äUßersten Lage mit der Gleichgewichtslage (oder derVertikalen) bildet, wird als Sch wingu ng sw e i t e (oder Am p lit u de der 08-z i 11 a t io n) bezeichnet.Die Zeit, in welcher der Schwerpunkt (bzw. der Pendelkörper oder dasPendel) eine Schwingung zurücklegt, heißt Schwingungsdauer.Die Anzahl der Schwingungen in einer Zeiteinheit (gewöhnlich 1 Minnte,aber bei schnellen Schwingungen auch 1 Sekunde) wird Schwingungszahlgenannt.Pendelgesetze. Ohne weiteres ist klar, daß, je größer dieSch wingungsdauer eines Pendels oder allgemeiner: einesschwingenden Körpers überhaupt - ist, desto kleiner die Schwingungszahlsein mUß. Denn wenn dasselbe Pendel zu einer Schwingunghttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig5. Wirkungen der Schwerkraft auf feste Körper. 59einmal die Zeit t, ein andermal die Zeit 2t gebraucht undwenn im ersten Falle die Anzahl der Schwingungen in einer Zeiteinheit,z. B. 1 Minute, = n ist, so ist n· t die Zeit, in der diesen Schwingungen ausgeführt werden; in derselben Zeit vollführt daszweite Pendel aber nur n 2 "tt Schwingungen (die Zahl der Schwingungenist gleich der Gesamtzeitdauer der Schwingungen, dividiert durchdie Zeitdauer ein e I' Schwingung) oder ~ Schwingungen. Sc h w i n­gungsdauer und Schwingungszahl stehen also im umgekehrtenVerhältnis zueinander; ihr Produkt ist (unter derVoraussetzung derselben Zeiteinheit für beide) = 1.1. Pendelgesetz. Wenn man ein Pendel derartig inschwingende Bewegung versetzt, daß die Schwingungsweiteeine geringe bleibt, so ist die Schwingungsdauer(und damit auch die Schwingungszahl) fortwährend dieselbe,während die Schwingungsweite allmählich abnimmt. (Gesetz vomIsochronismus der Schwingungen.) - Dies erklärt sich auf dieWeise, daß der Pendelkörper bei größerer Schwingungsweite (unterhalbeiner gewissen Grenze), wo er also aus gr ö ß ere r Hö he herabfällt,durch die Gleichgewichtslage mit größerer Geschwindigkeit hindurchgeht(vgl. die entsprechende Erscheinung beim freien Fall derKörper - 1. Fallgesetz, S. 30-31). Größere Geschwindigkeit beigrößerem Wege -- dies ergibt gleiche Zeitdauer für die Zurücklegungdes ge sam t e n Weges, d. h. gleiche Schwingungs dauer.2. Pendelgesetz. Die Schwingungsdauer des PendeJsist ferner von der Masse und Stoffart (oder Substanz)des Pendelkörpers unabhängig. - Diese Tatsache entsprichtdem Gesetz, daß alle Körper (im leeren Raume) gleich schnell fallen.(Vgl. S. 34.)3. Pe nd e 1 g e s et z. Wohl aber ändert sich die Schwingungsdauer(und damit die Schwingungs z a h 1) mit der Pendell änge; undzwar verhalten sich die Schwingungsdauern ungleichlanger Pendel wie die Quadratwurzeln aus den Pendel­I ä n gen. - Auch dies Gesetz erklärt sich durch Zurückgehen aufden freien Fall der Körper. Bei diesem ist nach dem 3. Fallgesetzder gesa-mte Fallweg proportional dem Quadrat der Zeit, die Zeitalso proportional der· Quadratwurzel aus dem Fallweg. An Stelledes Fallweges tritt beim Pendel der halbe Schwingungsbogen ; dieseraber ist bei gleicher Schwingungsweite oder Amplitudeum so größer, je länger das Pendel ist, mit anderen Worten: er istproportional der Pendellänge. Da sich nun aber aus der Formel (2)auf S. 32 ergibt, daß die Fall z e i t proportional der Qua d ratwurzelaus dem Fallwege ist, so folgt für das Pendel, daßseine halbe Schwingungsdauer - und damit auch seine ganzeproportionalder Quadratwurzel aus der Pe n d eIl ä n geist.Des genaueren läßt sich durch folgende Betrachtung eine bestimmte Formelfür die Schwingungsdauer ermitteln: . _. .Es werde die Pendellänge })fA (in Abb. 32) mIt I, dIe Schwmgungsdauer,während welcher der Pendelkörper sich von Abis B bewegt, mit t bezeichnet.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig60 P. Wirkungen der Schwerkraft auf feste Körper.Dann ist die Geschwindigkeit, die derselbe in seinem tiefsten Punkte C besitzt,nach Formel (3) S. 32:v={2gsoder, da der zurückgelegte Fallweg - die Fallhöhe - durch CD dargestelltwird:v=V2g. CD.Nun ist aber nach einem Satze der Geometrie in dem rechtwinkligenDreieck ACE:AC2= CD. CE= CD .21,also:Daher folgt:Da man nun für kleine Schwingungen annäherungsweise AC=ADsetzen kann, womit zugleich die Annahme verbunden ist, daß der PendelkörperA statt des Kreisbogens ACB die SehneADB dmchläuft, so ist:/y'-----~lf:---... .............. ,// 11 '"/ I I "-/ / I "\/ / I \/ \! I I \I I I II I M I\ I II I I\ I /\ / /\ I /" ! //Abb. 32. Pendelbewegnng.v=AD· V1- . (1).Denken wir uns nun über der Sehne ABals Durchmesser einen Kreis geschlagen,auf dem sich ein Punkt mit der gleichbleibenden Geschwindigkeit v =AD . -v+ herumbewegt,so läßt sich nachweisen, daß die Projektionseiner Geschwindigkeit auf den DurchmesserAB stets genau dieselbe Grölie hat, alsob er diesen Durchmesser nach den Gesetzender Pendelbewegung (mit zunehmender Geschwindigkeitvon Abis D und abnehmender Geschwindigkeitvon D bis B) durchliefe. DasPendel wird also in derselben Zeit eine Schwingungvon Abis B machen, in welcher einAD . V -'7- den Halbkreis über AB inPunkt A mit der Geschwindigkeit v =gleichförmiger Bewegung durchläuft. Dieser Weg ist nach Formel (1) S. 3 = v. tod. mit Hilfe der obigen Gleichung (1) = t. AD . V ~. Andererseits ist die Länge desHalbkreises übel' Aß nach der Geometrie = AD. n, so daß sich ergibt:t.AD.V ~=AD.n.Demnach:odor: .(2).Aus diesel' Formel geht hervor, daß die Länge eines Pendels, dessen Schwingungsdauer1 Sekunde beträgt, = 92 ist, was für 9 = 981 cm den Wert 99,4 cmnoder nahezu 1 m ergibt. Ein solches Pendel heißt ein Sekundenpendel;dasselbe ist also (in Europa, in Höhe des Meeresspiegels) nahezu ein Meter lang.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek BraunschweigEi. Wirkungen der Schwerkraft auf flüssige Körper. 61. Da die Pendelbewegung in erster Linie durch die Schwerkraft hervorgerufenwird, so nimmt die Schwingungsdauer zu (die Schwingungszahl ab), wenndie Größe der Schwerkraft abnimmt, was mit zunehmender Entfernung vomErdmittelpunkt geschieht, also auf hohen Bergen urul mit wachsender Ann1Lherungan. den Äquator (wegen der Abplattung der Erde an den P?len - vg:l.S. 35); dIe Höhe über der Erdoberfl1Lche oder genauer dem Meeresl1lveau SOWIedie geographische Breite üben also einen mitbestimmenden EinflUß anf dieSchwingungsdauer bzw. - bei feststehender Schwingungsdauer - auf die Pendellängeaus; daher die obigen Angaben beim Sekundenpendel: in Europa und inHöhe des Meeresspiegels.Da in einem p h Y s i s ehe n Pendel, besonders einem Stangenpendel,jedes Teilchen Schwere hat, so ist das Pendel gewissermaßenaus einer unendlichen Anzahl mathematischer Pendel von ungleicherLänge zusammengesetzt. Die dem Aufhängepunkte näheren Teilchenhaben das Bestreben, ihre Schwingungen schneller zu vollziehen alsdie entfernteren. Hieraus mUß sich eine mittlere Schwingungsdauerdes gesamten Pendels ergeben, die der Schwingungsdauer einesmathematischen Pendels gleichkommt, das kür zer ist als dasphysische Pendel. Die Länge desselben wird als die I' e duz i e I' t eLänge des physischen Pendels bezeichnet. Trägt man dieselbevom Aufhängepunkt aus auf dem physischen Pendel ab, sonennt man den erhaltenen Endpunkt den Schwingungspunkt.Durch Pendelversuche kann mit Hilfe der Formel (2)die Größe der Fallbeschleunigung oder der sogena n n t enG I' a v i tat ion s k 0 n s t a n tee r mit t e lt wer den.Die Pendelgesetze wurden um 1600 von Ga li 1 e i aufgefunden.An einem ins Schwanken geratenen Kronleuchter im Dome zu Pisasoll er zuerst seine Beobachtungen (über den Isochronismus derSchwingungen) gemacht haben.Die Anwendung des Pendels in den Uhren verdanken wir demholländischen Physiker Huyghens (1658 oder 1673)./---//6. Wirkungen der Schwerkraft auf flüssige Körper.(Mechanik der flüssigen Körper oder Hydromechanik.)Flüssigkeitsoberfläche. Die Oberfläche einer in einem Gefäß befindlichenFlüssigkeit ist zufolge der Wirkung der SchwerkI·aft ann1Lhernd eine wagerechteEbene. Würde nämlich die Flüssigkeit an einer Stelle der Oberfläche schrägbegrenzt sein, so würden hier die höher gelegenen Teilchen wie auf einerschiefen Ebene sich abwärts bewegen (was wegen der geringen Kohäsion aufkeinerlei Weise verhindert würde), bis alle Teilchen der Flüssigkeit gleich weitvom Erdmittelpunkt entfernt liegen.Nach dem Letztgesagten ist - s t ren g genommen - die Oberfläche ein~rFlüssigkeit keine Ebene, sondern ein Stück einer Kugelfläche; aber für dIebeschränkten Verhältnisse, wie sie sich in Ge f ä 13 e n darbieten, stimmt für jedenGrad menschlicher Genauigkeit ein solches Stück einer Kugelfläche (welchesKugelkappe oder -Kalotte heißt) mit einer E ben e überein.Li bell e - eine Wasserwage, mit Hilfe deren sich eine Fläche, auf die das 'Instrument gesetzt wird, wagerecht einstellen läßt. Sie ist ein mit Wasser gefülltesRohr bzw. eine ebensolche Dose, die eine Luftblase enthält. Befindetdiese sich in der Mitte, so steht das Instrnment horizontal.Ausbreitung des Dl'ueks in einer Flüssigkeit. Man durchlöchere einenGummiball an verschiedenen Stellen seiner Oberfläche mit einer Nadel und füllehttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig6. Wirkungen der Schwerkraft auf flüssige Körper.ihn mit Wasser an; dies geschieht, indem man ihn unter Wasser bringt, zusammenpreßt,um die in ihm enthaltene Luf.tzu entfernen, und dann sich wiederausdehnen läßt, wobei das Wasser durch dle Öffnungen ins Innere eindringt.Den mit Wasser gefüllten Ball lege man auf einen Tisch und drücke vonoben her mit dem Finger darauf. Dann beobachtet man, wie das Wasser ausa 11 e n Öffnungen hervor nach verschiedenen. Seiten hi?spritzt. Es hat sich alsoder auf die Flüssigkeit ausgeüb~e Druck mcht nur lll. de: Druckrichtung (vonoben nach unten), sondern (da dle Öffnungen an beheblg gewählten Stellenangebracht waren) all sei t i g fortgepflanzt.'Vird auf einen festen Körper ein Druck ausgeübt, so pflanzt sich derselbe,je starrer, d. h. je weniger weich oder je weniger elastisch der Körperist, um so vollkommener nur in ein erRichtung, der Druckrichtung, fort.Es erhebt sich jetzt die Frage, mit welcher Stärke sich der auf eineFlüssigkeit ausgeübte Druck in ihr weiter verbreitet. Hierauf antwortet folgenderVersuch: Ein vollständig mit Wasser gefülltes Gefäß (Abb. 33), an welchesvier Röhren A, E, 0 und lJ von gleichem Querschnitt (z. B. 1 qcm) angesetzt sind,werde durch vier Kolben, welche sich in diesen Röhren bewegen können, verschlossen.Wird nun auf den Kolben A ein Druckvon 1 kg ausgeübt, so mUß auf je den der übrigenKolben (E, 0 und D) der gl eie he Druck von 1 kgausgeübt werden, wenn verhindert werden soll, daßsich einer derselben nach aUßen (und damit derKolben A nach innen) bewegt.eAus beiden zuvor beschriebenen Versuchenerhellt das Gesetz, daß sich ein aufeine Flüssigkeit (senkrecht zur Oberfläche)ausgeübter Druck in derselben nach allenRichtungen mit gleicher Stärke verbreitet .. lJ Wird nun auf eine Flüssigkeit ein derartigerDruck ausgeübt, daß z. B. ein Stück-der Gefäßwand von 1 qcm Flächeninhalt untereinem Drucke = a steht, so erfährt nach demAbb. 33. Verbreitullf; des Drucks vorstehenden Satz ein Wandstück von 2 qcmin einer Flüssigkeit.Flächeninhalt einen Druck = 2 a, da jedes eineinzelneqcm den gleichen Druck = a erfährt;ein Wandstück von 3 qcm Flächeninhalt erfährt einen Druck= 3 a usw. Allgemein gilt also der Satz: Wenn auf eine Flüssigkeit(senkrecht zur Oberfläche) ein Druck ausgeübt wird, so ist derjenigeDruck, den hierdurch ein beliebiger Teil der Gefäßwand erfährt,der Größe dieses Wandstücks proportional. (Pascal, 1650.)Diese Beziehung findet eine Anwendung in der h y d rau 1 i s c he n oderBrahmaschen Presse. (Brahma, 1797.) Dieselbe besteht im wesentlichen auszwei mit Wasser gefüllten Zylindern, die durch ein Rohr miteinander. verbundensind und in denen sich je ein Stempel bewegt: der eine mit kleinem, der anderemit großem Querschnitt. Der erstere wird mittels eines einarmigen Hebels inauf- und niedergehende Bewegung versetzt; jeder Niederdruck überträgt sichdurch die Flüssigkeit auf den großen Stempel, nnd zwar, wenn dessen Querschnittz. B. hundertmal so groß ist als der des kleinen, in hundertfacher Stärke.Die sem Druck entsprechend wird der große Stempel nach oben getrieben.Durch Ventile wird das Zurückfließen des Wassers aus dem großeu in den kleinenZylinder sowie aus diesem in das ihn speisende Wasserreservoir verhindert.(Anwendung der hydraulischen Presse in Ölfabriken, bei der Tuch-Appretur usw.)Zu beachten ist hierbei, daß der große Stempel sich beträchtlich I an gsameremporbewegt, als der kleine Stempel niedergeht. Das Verhältnis der Wege istdas umgekehrte wie das der Druckkräfte.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweigß. Wirkungen der Schwerkraft auf flüssige Körper. 63Bodendruck in Fliissigkeiten. Aus d:~ soeben. Ausg~~.üh!ten. geht hervordaß der Druck den eine in einem Gefäß befindliche] lusslgk81t auf denBoden des Gefäßes ~usübt . von der Größe des Bodens abhängig ist.'V eitere Versuche lel;ren daß die Form des Gefäßes von keinerlei EinflUßauf den Bodendruck ist, wohl' aber die Höhe der 'Vassersäule über dem Boden.Damit ergibt sich das Gesetz, daß der von einer Flüssigkeitausgeübte Druck proportional der Bodenfläche (allgemeiner: derDruckfläche) und der Höhe über der gedrückten Fläche - der sogenanntenDruckhöhe - ist oder: daß dieser Druck gleich demGewichte einer zylindrischen Flüssigkeitssäule ist, deren Grundflächegleich der Bodenfläche (oder Druckfläche) und deren Höhe gleich derDruckhöhe der Flüssigkeit ist.In der Re alsehen Ex t r akt pr es s e wird dementsprechend ein beträchtlicherDruck auf den auszuziehenden Stoff bei Anwendung einer geringen Mengeausziehender Flüssigkeit auf die 'V eise zustandegebracht, dan an das Gefän,welches den der Extraktion zu unterwerfenden Stoff aufnimmt, ein langes senkrechtesRohr von geringer Weite angesetzt ist, so dan also die Druckhöhe derin Gefäß und Rohr gefüllten Flüssigkeit eine große ist. Der der Extraktion zuunterwerfende Stoff befindet sich, fein gepulvert, amB 0 den des Gefäßes zwischen zwei siebartig durchlöchertenPlatten; ein nahe dem Boden angebrachterHahn dient zum Ablassen der Extraktflüssigkeit.Kompressibilität der Flüssigkeiten. Die unveränderte,gleichmäßige Fortpflanzung des Drucks inFlüssigkeiten wird dadurch bewirkt, daß die Flüssigkeitennur in ganz geringem Maße kompressibel oder zusammendrückbar,also nahezu inkompressibel sind (im Gegensatzzu den Gasen, aber auch zu den festen Körpern,die sich in dieser Beziehung je nach ihrer Porosität etc. ,~verschieden verhalten.Abb. 34. KommunizierendeKommunizierende Gefäße. Zwei Gefäße, Röhren.welche entweder unmittelbar oder durch einunten befindliches Querrohr miteinander verbundensind, heißen kommunizierende Gefäße'; haben sie selbstRöhrenform, so nennt man sie kommunizierende Röhren. (Abb. 34.)Gießt man in zwei kommunizierende Gefäße eine Flüssigkeit, sobeobachtet man, daß sich dieselbe in beiden gleich hochs tell t. Die Überlegung zeigt, daß nur auf diese Weise die Flüssigkeitsich im Gleichgewicht befinden kann; denn da die Druckfläche(d. i. entweder die Grenzfläche an der Stelle, wo ein Gefäß in dasandere übergeht, oder irgend eine Fläche im Querrohr - Abb. 34, f)für die Flüssigkeit in beiden Gefäßen dieselbe ist, so kann nurdann Gleichgewicht herrschen, wenn auch die Druckhöhe der Flüssigkeitin jedem der Gefäße die gleiche ist. Steht zunächst in.einem der Gefäße die Flüssigkeit höher als im andern, so ist dortder Druck größer, und die Flüssigkeit wird in das zweite Gefäßhinübergetrieben, bis - nach einigen Schwankungen -- gleiche Höhein beiden Gefäßen sich eingestellt hat.Das Gesetz der kommunizierenden Röhren findet vielfach praktische Anwendung;z. B. bei der Nivellier-, Kanal- oder Wasserwage der Feldmesser; beidem Wasserstandsanzeiger oder Standrnessel' an Dampfkesseln usw.; bei allenmit Ausguß versehenen Gefäßen, insbesondere der Gießkanne; bei der Wasserleitung,den natürlichen Springbrunnen, den artesischen Brunnen usw.Eine andere Gestalt nimmt das Gesetz der kommunizierenden Gefäße an,http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig6. 'Wirkungen der Schwerkraft auf flüssige Körper.wenn sich in den Gefäßen me h r e r e Flüssigkeiten befinden, die ungleich schwersind oder genauer: deren spezifisches Gewicht yerschieden ist. (V gl. den Abschnitt:"Flüssigkeiten von verschied. spez. Gew. m kommunizierenden Gefäßen".)Eine direkte Abweichung vom Gesetz d~r kOl!Ullunizierenden Gefäße (in folgeder Wirksamkeit besonderer Kräfte) stellt slCI! em, wenn Röhren von sehr geringemDurchmesser - sog. Ha a r - oder Kap 1 11 a r r öhr e n - zur Verwendungkommen. (V gl. den Abschnitt über "Kapillarität".)AusflUßgeschwindigkeit der Flüssigkeiten.Von dem Druck einer in einemGefäße befindlichen Flüssigkeit hängt die~ 1(/ Ausflußgeschwindigkeit ab, mit~ 0welcher sie aus einer in dem Boden oderder 'Vand des Gefäßes vorhandenen Üffnunghervorströmt.=Auf die Größe der Üffnung kommt es~ (I hierbei aber nicht an; denn wenn die Üffnungund damit der Druck größer ist, nimmt imgleichen Maße auch die zu bewegende Flüssigkeitsmengezu (vgl. S. 33); daher ist die30Ausflutigeschwindigkeit ausschließlich vonder Druckhöhe abhängig; nach Torricelli (1641) ist sie gleich der Endgeschwindigkeit,die ein Körper erlangen würde, der",0von einer der Druckhöhe gleich großen Höheüber dem Erdboden frei auf diesen herabfiele:v =V2gh (1)- (V gl. Formol 3 a. S. 32.).~Von der R ich tu ng des ausfließendenFlüssigkeitsstrahls ist die AusflUßgeschwindigkeitgleiohfalls unabhängig; dies ist eine-=- 100 Folge der nach allen Richtungen gleichmäßigenFortpflanzung des Drucks in Flüssigkeiten..;,. ,(/(/GIashalm und Quetschhahn. Um \das Ausfließen einer Flüssigkeit auseinem Gefäß zu r e gel n, vor allem,um es zu ermöglichen, daß die Flüssig-A.bb.Bö. Abb.36. keit in kleiner Menge und mit Unter-Glashahn-Büretle. Quetschhahn-Bürette. brechungen ausfließt, bedient man sicheines über der Ausflußöffnung angebrachtenGlashahns oder Quetschha hns, wie sie die in Abb. 35und 36 dargestellten, bei der chemischen Maßanalyse Verwendungfindenden B ü r e tt e n zeigen. Büretten sind \mit Volumeinteilung versehene Glasröhren, die amunteren Ende verschließbar sind.Der Glashahn (siehe Abb. 35) ist ein mit Griff versehenesGlasstück, das eine Durchbohrung besitzt, die dasGlasstück parallel dem Griff dnrchsetzt. Dieses GJasstückAbb.36a. Quetschhahn. ist in eine im unteren Teil der Bürette - einem Ansatzrohr- vorhandene Durchbohrung luftdicht eingeschliffen.Wird nun der Glashahn so gedreht, daß sein Griff senkrechtsteht, also der Längsachse der Bürette parallel ist, so fließt die in derBürette enthaltene Flüssigkeit durch die Durchbohrung des Hahns nach unten ab;wird der Griff wagerecht gestellt, so steht die Durchbohrung des Hahns q u e r zudem Verlauf des Ansatzrohrs, und die Flüssigkeit kann nicht heraus; wird der Hahnallmählich aufgedreht, so kann man die Flüssigkeit tropfenweise austreten lassen.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig6: Wirkungen der Schwerkraft auf flüssige Körper. 65Der Quetschhahn, den Abb. 36a für sich darstellt, ist ein gebogener Draht,dessen Enden zunächst ein Stückehen nebeneinander hergehen, dann, sich kreu,­zend, nach aUßen gehen und in zwei Plättchen enden, die beim Gebrauch zwischendie Finger genommen werden. Soll der Quetschhahn zur Verwendung gelangen,so muli auf das Ansatzrohr der Bürette ein Stückchen Kautschukschlauchaufgeschoben werden, welches am unteren Ende abermals ein kleines Glasrohrträgt. Der Kautschukschlauch wird zwischen die parallelen Stücke des Quetschhahnsgebracht, welche ihn - da der Hahn elastisch federnd ist - zusammenpressen;die Flüssigkeit kann jetzt nicht heraus. Drückt man nUll die Plättchendes Quetschhahns mit den Fingern zusammen, so entfernen sich die parallelenStücke des Hahns voneinander, der elastische Kautschukschlauch bläht sich einwenig auf, und es tritt Flüssigkeit nach unten hindurch.Seitendruck der Flüssigkeiten. Wird ein nahe seinem unteren Ende miteiner sei tl ich e n Öffnung versehenes Glasrohr am oberen Ende frei beweglichaufgehängt und mit vVasser gefüllt, so weicht, wenn das Wasser aus der Seitenöffnungausfließt, das untere Ende des Rohres nach der der Öffnung entgegengesetztenSeite zurück.Der Grund hierfür ist der, dan das im Glasrohr enthaltene 'Vasser auf died.er Seitenöffnung gegeuüberliegende Stelle der vVandung einen nach au13en ge-·richteten Druck ausübt, während an derSeitenöffnung selbst kein derartiger Druckstattfindet, da hier die Gefä13wand fehltund das vVasser frei ausflie13en kann. -Da der Druck des vVassers im entgegengesetztenSinne erfolgt, wie es ausfließt,so spricht man auch von einem R ü c k­s t 0 1i des Wassers (Reaktion).Auf den gleichen einseitigen Seitendruckist die Tätigkeit des S eg n erschenWas s e r rad e s (oder Reaktionsrades)(Abb. 37) zurückzuführen. Das senkrechte,um eine Achse drehbare, unten geschlosseneRohr ist mit Wasser gefüllt; aus den seitwärtsumgebogenen, offenen Enden desQuerrohrs flie13t das vVasser heraus und?ewilkt eine Drehung des RöhrensystemsIn einem der Richtung der ausflie13endenvVasserstrahlen entgegengesetzten Sinne.Anwendung zur Rasenbesprengung undals Schmuck auf Springbrunnen, wo der Abb.37. Segnersches Wasserrad.Druck von unten erfolgt (von einer 'Vasserleitungaus).Auf dem Prinzip des Se g n e r schen vVasserrades beruht die Wirksamkeitder Turbinen, deren eine Art (die Reaktionsturbinen) geschlossene Räder mitzahlreichen Schaufeln am Umfange sind, gegen die das Wasser flie13t, umhierauf seitlich vorbei- und nach unten auszuströmen.Eine andere Art der Turbinen besitzt zwei Räder: ein oberes, fest·stehendes Leitrad und ein unteres, sich drehend;es Lauf· oder Kraftrad. Durchschrägstehende Kanäle des Leitrades fließt das Wasser gegen die ebenfalls schräg,aber in entge~~ngeset.zter Neigung angebrachten Schaufeln des Laufrades,wodurch das vvasser Stö13e ausübt (Aktionsturbinen).Man kann die Turbinen· als WasserrUder mit seukrechter Achse bezeichnen,Während die gewöhnlichen - ober- oder unterschlächtigen - Wasserräder, wieman sie an 'Vassermühlen findet, eine wagerechte Achse besitzen.. Bei den unterschlächtigen Wasserrädern wirkt die lebend}ge Kraft desflle13enden Wassers auf die unteren Schaufeln,' und das Rad WIrd durch dendarauf ausgeübten S t 0 13 in Umdrehung versetzt. Bei den oberschlä?htigenWasserrädern ßagegen is! hauptsäc.hlich das Ge w ich t des Wassers w~rksal~,da~ von oben m Kästen emstürzt, dIe am Umfang der Räder angebracht smd; sIesind nur bei bedeutendem Gefälle anzuwenden, das die bei der AbwärtsbewegungSchule der Pharmazie. III. 4. Auf].http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig66 6. 'Wirkungen der Schwerkraft auf flüssige Körper.sich entleerenden Kästen schnell wieder füllt, haben aber dann vor den unterschlächtigenden Vorzug.Auftrieb in }'lüssigkeiten. Wird ein an einem Arme eineslYagebalkens aufgehängter Körper, dem durch Gewichte, welche aufden andern Arm des Wage balkens wirken, das Gleichgewicht ge­. halten wird, in Wasser (oder eine andere Flüssigkeit) getaucht, soerfährt das Gleichgewicht eine Störung: der den Körper tragendeArm des Wagebalkens geht in die Höhe.Abb. 38.Hydrostatische ,Vage.Der Körper erleidet also einen s ch ein bar enG e w ic 11 t s­verlust. In Wahrheit übt das "Wasser einen nach oben gerichtetenDruck auf ihn aus, den man als Auf tri ebbezeichnet; dasWasser nimmt hiernach gewissermaßen einen Teil des Gewichtes desKörpers auf sich, es trägt den Körper zum Teil.Dieser Auftrieb ist um so größer, je größer das Volum desKörpers ist, je mehr IYasser er also beim Eintauchen verdrängt.Die Größe des Auftriebs läßt sich auf folgende W' eiseermitteln. Man stellt aus Metall einen Hohlzylinder und einenVollzylinder her, welch letzterer gen au in jenen hineinpafit,so daß also das gesamte V olum des Vollzylinders und dasInnenvolum des Hohlzylinders gleich sind. Dann hängt munden Vollzylinder an die kürzere Wageschale einer h y d r o­s tat i s c h e n W a ge; eine solche unterscheidet sich dadurchvon einer ge w ö h n I ich e n IVage, da13 die eine Schale höherAbb. 39. Auftrieb in bzw. kürzer aufbO'ehänO't ist als die andere ('SO daß ein GefäßFlüssigkeiten.'"mit IV assel' oder einer anderen Flüssigkeit darunter gestellt ..werden kann) und daß diese kürzere Schale unten einen Hakenbesitzt, an welchen man einen Körper anhängen kann. (Abb. 38.) Auf diekürzere vVageschale (0') setzt man nun den Hohlzylinder und stellt Gleichgewichther. Alsdann läßt man den Vollzylinder in Wasser (in dem Gefäße G) eintauchen,und die kürzere Wag'eschale geht in die Höhe. Wenn man hieraufden Hohlzylinder voll Wasser füllt, stellt sich das Gleichgewichtwieder her.Hieraus geht hervor, daß der Auf tri e b (oder scheinbare GeeineFlüssigkeit eingetauchtenwichtsverlust) ein e s inKörpers gleich dem Gewicht eines gleich groLlen Vo-http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig6. ~Wirkungen der Schwerkraft auf flüssige Körper. 67lums der :B'lüssigkeit ist. (Archimedisches Gesetz oderPrinzip>aufgestellt 220 v. ChI'. von dem Syrakusaner Archimedes.)Die Erscheinung des Auftriebs findet in f?lge~der Be!ra?htun$: .. ih~e E:-­klärung. - Denken wir uns in einem Gefäß mit emer beheb;gen J< lussIg~eIteine bestimmte Raummenge der letzteren besonders abgegrenz.t (WIe ~bb. 39 Z~lgt),so bleibt diese Flüssigkeitsmenge deshalb in vö11igem GlelChßewlcht an IhrerStelle, weil sie durch die sie umgebende Flüssigkeit getragen WIrd. Ersetz~ mannun die fragliche Flüssigkeitsmenge durch einen andern Körper von gleIche:nVolum und gleichem Gewicht, so mUß derselbe ebenso getragen werden WIevorher die Flüssigkeitsmenge und unverändert an seiner Stelle bleiben; ist eraber - bei gleichem V olum --- sc h wer e r als die verdrängte Flüssigkeitsmenge,so mUß wenigstens ein Te i I seines Gewichtes von der umgebendenFlüssigkeit getragen werden, nämlich so viel, wie die verdrängte Flüssigkeitwog, da die umgebende Flüssigkeit stets dem gleichen auf ihr lastenden Druckdas Gleichgewicht zu halten vermag. Dieser auf Kosten der umgebendenFlüssigkeit kommende Teil des Gewichtes ist nun der scheinbare Gewichtsverlustoder Auftrieb, den der Körper in der Flüssigkeit erfährt.Untersinken, Schweben und Schwimmen. Aus dem eben Ausgeführtenergibt sich, daß ein Körper, der frei in eine Flüssigkeitgebracht wird, ein dreifaches Verhalten darbieten kann.Ist er gen au so schwer wie die von ihm verdrängte :B'lüssigkeitsmenge,so bleibt er an jeder Stelle, an die man ihn bringt, imvollen Gleichgewicht: er s eh web t; ist er schwerer als die verdrängteFlüssigkeitsmenge, so fällt er, da er nie h t v ö 11 i g von derumliegenden Flüssigkeit getragen wird, dem Mehrgewicht der eigenenSchwere entsprechend, auf den Boden des Gefäßes: er sinkt unter;ist er leichter als die verdrängte Flüssigkeitsmenge, so steigt er andie Oberfläche empor und taucht nur so weit ein, daß sein Gesamtgewichtgleich dem Gewicht der von seinem unteren, eintauchendenTeile verdrängten Flüssigkeitsmenge ist: er sc h w i m m t.Das Untersinken, Schweben oder Schwimmen ~ eines Körpershängt, um es be s ti m m t er auszusprechen, von dem Ver hä 1 tn i sdes Gewichtes des Körpers zu dein Gewicht eines gleich großenFlüssigkeitsvolums ab. Ist dieses Verhältnis größer als 1, so sinktder Körper unter; ist es = 1, so schwebt er; ist es kleiner als 1,so schwimmt er.Die Erscheinungen des Untersinkens, Schwebens und Schwimmens lassensich an einem bekannten Spielzeug: dem Cal'tesianischen Teufelehen(odel' Cartesianischen Taucher) aufs schönste beobachten. (Cartesius odereigentlich Des c art es, berühmter französischer Philosoph und Physiker,1596--1650.) Das Cartesianische Teufelchen ist eine aus Glas geblasene, dünnwandige,innen hohle Figur von der Gestalt eines Teufels oder dergI., derenSchwanzende eine üHnung hat. Diese Figur befindet sich in einem ganz mit\Vasser gefüllten und oben durch eine Gummihaut verschlossenen Glaszylinder.Für gewöhnlich schwimmt das Teufelehen, da es in seinem Innern Luft enthält,mit dem Kopfe an die Gummihaut des Glaszylinders stOßend. Drückt manaber mit dem Finger auf die Gummihaut, so wird die Luft im Innern desTeufelchens zusammengepreßt, und durch die Schwanzöffnung dringt Wasser indas Teufelchen ein, dasselbe wird schwerer und sinkt nun entweder unter odererhält sich, bei geeigneter Regulierung des Fingerdrucks, schwebend. Ist derSchwanz horizontal um den Körper des Teufelehens gewunden, so werden heimNachlassen des Druckes rotierende Bewe~ungen von der Figur ausgeführt (wegendes Seitendrucks oder RückstOßes der] lüssigkeit beim Ausfließen - vgl. dasS e g n ersehe vVasserrad).5*http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig68 6. 'Wirkungen der Schwerkraft auf flüssige Körper.Spezifisches Gewicht. Da die auf der Erde verbreitetste, ammeisten gebrauchte und am leichtesten zugängliche Flüssigkeit dasWasser ist, so hat man dem erwähnten Verhältnis des Gewichteseines Körpers zu dem Gewicht eines gleich grofien Flüssigkeitsvolumsin bezug auf das '\Vasser einen besonderen Namen gegeben:das s p e z i fis ehe Ge wie h t.Das spezifische Gewicht eines Körpers ist also das Ver h ä 1 t ni sdes absoluten Gewichts des Körpers zu dem Gewichteines gleich grofien Volums 'Wassers bei + 4°0. (LetztereBestimmung ist nötig, da sich mit der Temperatur das Volum undsomit auch das spezifische Gewicht ändert.) - Hiernach ist dasspezifische Gewicht eine bloße, d. h. unbenannte Zahl.{'nter "absolutem Gewicht" des Körpers versteht man sein Gewichtin Luft oder, strenger genommen, im leeren Raum. Dennauch in Luft oder einem andern Gase erfährt der Körper - ähnlichwie in einer Flüssigkeit -- einen Auftrieb, der allerdings sogering ist, dafi man ihn im allgemeinen vernachlässigen kann.Denkt man sich den Körper von der Größe der V 0 I urne i n -he i t (= 1 ccm), so läfit sich - da das Gewicht von 1 ccm Wassergleich der Gewichtseinheit (1 g) ist -- das spezifische . Gewicht desKörpers auch als das Gewicht der Volumeinheit erklären(da dann der Nenner in dem Verhältnis wegfällt). Das spezifische,Gewicht wird daher auch als Volumgewicht bezeichnet. (1 cemeines Körpers wiegt soviel Gramm, wie sein spezifisches Gewichtangibt. Oder umgekehrt: das spezifische Gewicht eines Körpers istgleich der Anzahl von Gramm, die 1 ccm von ihm wiegt.)Das spezifische Gewicht des Wassers im destillierten und damit reinen Zustandebei + 4° C ist nach der Definition des spezifischen Gewichts = LDem spezifischen Gewicht proportional ist die Dichtigkeit oderDie h t e der Körper. Man versteht darunter die in der Volumeinheit enthalteneMasse, die ja ihrerseits dem Gewicht. proportional ist (vgl. S. 38, Formel 2). -Ist die in einem bestimmten Volum v enthaltene Masse = m, das (absolute)Gewicht derselben = p, so ist:Sdie Dichtigkeit D = .rr: = _P -; D = - ;v g. v gdas spezifische Gewicht S = J! = m . r; ; S = D . g;v vSD=r; . . . . (1)Es möge hier die Bemerkung vorweggenommen werden, daE man auchvon einem spezifischen Gewicht der Gas e spricht. Dasselbe wird aber nicht aufWasser, sondern auf Luft oder - am häufigsten - auf Wasserstoff (als dasspezifisch leichteste aller Gase) bezogen. 'Wählt man als Vergleichsvolum dieV olum ein h e i t, so gibt wiederum das spezifische Gewicht der Gase das Gewichtihrer V olumeinheit an; man nennt daher das spezifische Gewicht der Gaseebenfalls ihr V 0 I u m g ew ich t. Das Volumgewicht der meisten chemischenGrundstoffe im gasförmigen Zustande ist gleich ihrem Atomgewicht, d. h, = demGewicht eines Atoms der Grundstoffe, auf das Gewicht eines Wasserstoffatomsals Einheit bezogen; das Volumgewicht der chemischen Verbindungen im gasförmigenZustande ist gleich dem halben Molekulargewicht, d. h. gleich der Hälftedes Gewichts eines Moleküls der Verbindungen, gleichfalls auf c1as Gewichteines Wasserstoffatoms als Einheit bezogen.Das spezifische Gewicht ist eine sehr wichtige Eigenschaft derKörper, an der man sie neben sonstigen Eigenschaften, wie Farbe,http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig6. ~Wirkungen der Sch,verkraft auf flüssige Körper. 69Glanz usw., erkennen oder auf grund welcher man wenigstensihre Reinheit bzw. ihren Gehalt an anderen Stoffen feststellen kann.Treten nämlich zu einem Stoff andere Stoffe von verschiedenem spezifischenGewicht hinzn, so wird das spezifische Gewicht des ersterengeändert. Salze und Säuren steigern so das spezifische Gewichtdes Wassers, und zwar nm so mehr, in je größerer Menge sie daringelöst enthalten sind, während z. B. Alkohol das spezifische Gewichtbei zunehmendem Gehalte herabsetzt. Es läßt sich jedoch nicht inallen Fällen aus dem spezifischen Gewicht eines Stoffes ohne weiteresein bestimmter Schluß auf seinen Gehalt an anderen Stoffen ziehen,da beispielsweise beim Mischen zweier F I ü s s ig k e i t e nhäufig Verdichtungenstattfinden (Mischungen von Wasser mit Weingeist, sowievon Wasser mit Schwefelsäure). In solchen Fällen geben Tabellen,die auf Grund von Versuchen aufgestellt wurden, Auskunft. darüber,welcher Prozentgehalt (des Alkohols etc. in dem Gemisch mit Wasser)einem bestimmten spezifischen Gewicht der Mischung entspricht.Bestimmung des spezifischen Gewicllts fester Körper.a) Mittels der hydrostatischen Wage. (Abb. 38.) Manbestimmt zunächst das absolute Gewicht des Körpers. - Derselbesei z. B. ein Stück Eisen von 40 g Gewicht. - Dann läßtman ihn, indem man ihn an die kürzere Wagschale (C')anhängt, in Wasser eintauchen (destilliertes Wasser von150 C 1); hierdurch wird das Gleichgewicht aufgehoben;man stellt es wieder her, indem man die in die Höhegegangene Wagschale (diejenige, welche das Stück Eisenträgt) mit Gewichten beschwert; diese geben dann denscheinbaren Gewichtsverlust an, den das Eisen im Wassererlitten hat. Er betrage in unserm Beispiel 5,26 g. Dannist das spezifische Gewicht des Eisens = 40: 5,26 = 7,6.b) Mittels der Nicholsonsehen Senkwage(oder des Gewichtsaräometers). Die NicholsonseheSenkwage (Abb. 40) besteht aus einem zylindrischen Abb. 40.Hohlkörper aus Blech, der oben upd nnten je eine, zur Nieholson­Anfnahme des zu untersuchenden Körpers und der Ge- sehe Senkwage.wichte dienende Schale trägt. Die untere Schale (u) istdurch eine unten daran befestigte Bleimasse in dem Maße beschwert,daß der Apparat, ins Wasser gebracht, in senkrechter Lage in sta-1) Die Temperatur mUß - wenigstens wenn man genaue Ergebnisse erzielenwill - berücksichtigt werden, da das spezifische Gewicht der Körper sichmit der Temperatur ändert, wie auf S. 68 bereits erwähnt wurde; man wähltaber häufig nicht die daselbst angegebene Temperatur von + 4° C (bei welcherdas Wasser seine größte Dichtigkeit hat) zur Bestimmung des spezifischen Gewichts,sondern - aus Bequemlichkeitsrücksichten - die mittlere Zimmertemperatur.Die bei dieser Temperatur bestimmten spezifischen Gewichte wärennur dann vollkommen genau, wenn - was nicht der Fall ist - die spezifischenGewichte aller Körper sich mit der Temperatur gleichmäßig (ihr proportional)ändern würden.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig70 6. Wirkungen der Schwerkraft auf flüssige Körper.bilem Gleichgewicht schwimmt; zwischen der oberen Schale (0) unddem Hohlkörper befindet sich ein Hals (ein Draht oder Eisenstab),an welchem eine Marke angebracht ist.Nachdem die Senkwage in einen mit -Wasser gefüllten Glaszylindergebracht worden ist, wird der zu untersuchende Körperzuerst auf die obere Schale gelegt und so viel Gewichte dazu, daßdie Senkwage bis zur Marke ins Wasser einsinkt. Hierauf wird derKörper von der Schale entfernt und diese als Ersatz für den Körper mitGewichten beschwert, bis die Wage wiederum bis zur Marke einsinkt.Diese Gewichte geben das absolute Gewicht des Körpers an.Dann wird, nachdem die zuletzt genannten Gewichte entfernt wordensind, der Körper auf die untere Schale gelegt, so daß er sich alsounter Wasser befindet; die Senkwage s t e i g t (wegen des Auftriebs,den der Körper erfährt). Durch Auflegen von Gewichten auf dieobere Schale bringt man sie wieder so weit zum Sinken, daß dieMarke mit dem Wasserspiegel abschneidet; diese Gewichte gebenden scheinbaren Gewichtsverlust des Körpers oder das Gewicht dervon ihm verdrängten vVassermenge an. Die Division des absolutenGewichts durch die letztere Größe liefert das spezifische Gewicht desKörpers.Soll das spezifische Gewicht eines Körpers bestimmt werden, der spezifischleichter ist als Wasser uud also nicht in letzteres einsinkt, so befestigt man ihnan einem Körper von hohem spezifischen Gewicht, z. B. Blei, und stellt dessenabsolutes Gewicht und scheinbaren Gewichtsverlust im Wasser durch einen besonderenVersuch vor der eigentlichen Bestimmung fest.In Wasser lösliche Körper uutersucht man hinsichtlich ihres spezifischenGewichts in einer anderen Flüssigkeit (z. B. Öl), deren spezifisches Gewicht inbezug alIf Wasser man kennt.Besondere Schwierigkeit macht die Bestimmung des spezifischen Gewichtsporöser Körper. Diese nehmen wegen der in .ihnen enthaltenen lufterfülltenZwischenräume ein größeres Volum ein, als ihrer festen Masse allein zukommt.Will man das spezifische Gewicht der festen Masse ausschlieElich der in denPoren befindlichen Luft ermitteln, so muE man aus den Körpern die Luft durchAuskochen entfernen oder sie in fein gepulvertem Zustande verwenden; imletzteren Falle bedient man sich zur Bestimmung des spezifischen Gewichts ambesten des Volumenometers (Volumeters oder Stereometers), das erst imnächsten Kapitel ("Wirkungen der Schwerkraft auf luftförmige Körper") zurBesprechung gelangt.Will man das spezifische Gewicht eines porösen Körpers ein s c h 1 i e E I ichder in ihm enthaltenen Luft bestimmen, so überzieht man ihn mit einer dünnenSchicht eines vom Wasser nicht auflösbaren Stoffes (z. B. eines geeignetenLackes).Hier möge die Bemerkung Platz finden, daE ein ho h I e l' Körper auchdann in einer Flüssigkeit schwimmen kann, weun das spezifische Gewicht derfesten Stoffe, aus denen er zusammengesetzt ist, beträchtlich gröEer ist als dasder Flüssigkeit; eTforderlich ist nur, daE der Körper so umfangreich ist und infolgedessenso viel Luft enthält, dafi er mit dieser Luft weniger wiegt als dievon ihm verdrängte Flüssigkeit. (Beispiel: die schweren Panzerschiffe.)\Bestimmung des spezifischen Gewichts von Flüssigkeiten.a) :Mittels der :Mohrschen oder Dichtigkeits-Wage.Dieselbe unterscheidet sich von der hydrostatischen Wage dadurch,daß an dem Arme des Wagebalkens, der bei dieser _ die kürzerehttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig6. Wirkungen der Schwerkraft auf flüssige Körper. 71\Vageschale trägt (Abb. 41, a), ein oben und unten geschlossenes,zum Teil mit Quecksilber gefülltes Glasröhrchen, das sogenannteSenkgJäschen (Abb. 41, S), befestigt wird, welchem durch die\Vageschale C das Gleichgewicht gehalten wird. Wenn man nundas Senkgläschen in ein Gefäß (G) eintaucht, das nacheinander mitverschiedenen Flüssigkeiten gefüllt wird, so werden verschiedenean den \Vagebalken a zu hängende Gewichte vonnöten sein, umdie Wage ins Gleichgewicht zu bringen, weil der Auftrieb, den einKörper in einer Flüssigkeit erleidet, um so größer ist, je größer dasspezifische Gewicht der Flüssigkeit ist, wie es aus der Erklärung'der Erscheinung des Auftriebs (S. 67) unmittelbar hervorgeht. AlsGewichte für die Wage benutzte Mo h r mehrere Häkchen (Reiter)von der in Abb. 41, R dargestellten Form und von dreifach verschiedenerGröße. Die größten Häkchen wiegen genau soviel, wieder Gewichtsverlust des Senkgläschens im Was s er beträgt; einezweite Sorte wiegt 1/10 soviel, eine dritte 1/100 soviel. - \VillaAAbb. 41.Mohr sehe Wage,man das spezifische Gewicht einer Flüssigkeit, z. B. Alkohol, ermitteln,so läßt man das Senkgläschen in dieselbe eintauchen undverteilt an dem in zehn gleiche Teile eingeteilten Arm ades Wagebalkensdie Gewichtsh,äkchen so, da!.i Gleichgewicht eintritt.findet sich, daß man (in unserm Beispiel) das größte Häkchen beimTeilstrich 7, das mittelgro!.ie bei 9 und und das kleinste bei 5 aufhängenmUß; hiernach ist der Gewichtsverlust, den das Senkgläs­(:ben im Alkohol erleidet, = 0,7 + 0,09 + 0,005 = 0,795 von demGewichtsverlust im \Vasser; oder mit anderen \Vorten: ein VolumAlkohol = S wiegt 0, 7~5 mal soviel wie ein gleich großes V o1umWasser; das heißt aber: das spezifische Gewicht des Alkohols ist= 0,795. - Das Senkgläschen kann zugleich ein Thermometersein - behufs gleich vorzunehmender Reduktion von Temperaturdifferenzen.Die Wes t p halsehe Wage, welche im Prinzip der Mohrsehen gleich gebautist, unterscheidet sich von dieser insofern, als sie der (von dem Arm b desEshttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig72 6. 'Wirkungen der Schwerkraft auf flüssige Körper.\Vagebalkens getragenen) ~chale. entbeh!t !lnd das .Glei~hgewicht statt. durchdie Zunge dadurch angezeIgt WIrd, daß slCh der III dIesem Falle spitz zulaufendeArm b des Wagebalkens gegen eine ihm gegenüber befindliche festeSpitze einstellt.b) Mittels des Pyknometers. Das Pyknometer (Abb. 42)ist ein durch einen durchbohrten Glasstöpsel verschließbares Fläschchen,welches bei +150 C genau 10 bzw. 100 g destilliertes Wasserfaßt. (Die Durchbohrung im Stöpsel soll die gen aue Füllung desGefäßes gestatten sowie bei etwaiger Erwärmung den Austritt dersich ausdehnenden Flüssigkeit ermöglichen und so ein Emporhebendes Stöpsels oder gar ein Zersprengen des Gefäßes verhindern.)Die zu untersuchende Flüssigkeit wird in das Pyknometereingefüllt und mit demselben gewogen; zieht manvon dem so ermittelten Gewicht die Tara (das Gewichtdes Glases) ab, so erhält man das absolute Gewicht derFlüssigkeit. Durch Division dieses Gewichts durch 10bzw. 100 g ergibt sich das sp e zi fis eh e Gewicht derFlüssigkeit.Ab b. 42. Pyknometer. Abb. 43. Skalen· Aräometer. Abb. 44. Pykno-Aräometer.c) Mit tel s des A r ä 0 met e r s (V 0 I um - 0 der S kaI e n - A r ä 0 -meters oder Densimeters). Das Skalen-Aräometer (Abb. 43)besteht aus einem Hohlzylinder aus Glas (A), der als Schwimmerbezeichnet wird und an welchen unten zur Herstellung einer stabilenLage des Apparats eine mit Quecksilber gefüllte Kugel (E)angeschmolzen ist, die zugleich Thermometerkugel sein kann. Nachoben läuft der Schwimmer in eine längere, oben geschlossene Glasröhreaus: die Spindel (C), welche im Innern einen mit einer Skalaversehenen Papierstreifen enthält. Diese Skala gibt durch Zahlenunmittelbar an, wie groß das spezifische Gewicht einer Flüssigkeitist, in welche das Aräometer bis zu einem bestimmten Teilstricheinsinkt. Diese Einrichtung beruht auf dem Umstande, daß einKörper in dem Maße tiefer in eine Flüssigkeit einsinkt, als derenspezifisches Gewicht geringer ist.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig6. "Wirkungen der Schwerkraft auf flüssige Körper, 73Die Einteilung läIH sich entweder ohne jede Berechnung durch eine Reihevon Versuchen mit solchen Flüssigkeiten gewinnen, deren spezifische Gewichteanderweitig bestimmt worden sind; oder auf folgende Weise: Das Aräometerwiege ug; dann sinkt es in 'Vassm' so tief ein, daß das verdrängte Wasser u gwiegt oder u ccm Volum hat; man schreibe an den Punkt, bis zu dem das Aräometereinsinkt, die Zahl 1, da das spezifische Gewicht des Wassers = 1 ist. Jetztbringe man das Aräometer in eine zweite Flüssigkeit und kennzeichne den Punkt,bis zu welchem es einsinkt; man bestimme hierauf das V olum des Aräometersbis zu diesem Punkte = b ccm. (Dies geschieht z. B. auf die Weise, daß mandas Aräometer bis zu diesem Punkte in einen mit Volumeinteilung versehenenund bis zu einer bestimmten Marke mit 'Vasser g-efüllten Glaszylinder eintauchtund beobachtet, um wieviel das 'Vasser steigt. Oder auf die Weise, daß mandie Gewichtsznnahme eines mit 'Vasser gefüllten Gefäßes reststellt, in welchesdas Aräometer bis zu dem genannten Punkte eingetaucht wird; diese Gewichtszunahmeist = dem Gewichts ver 1 u s t des eingetauchten Aräometers = demGewicht des verdrängten Wassers; ist dies Gewicht = b g, so ist das V olum d'esverdrängten Wassers = b cem.) Hat die zweite Flüssigkeit nun das spezifischeGewicht x, so wiegen die b ccm = bx g. Dies ist aber = u g, da ja diese MengeFlüssigkeit durch das u g schwere Aräometer ersetzt ist. Also bx = u oderx = :. Man schreibe an den gekennzeichneten Punkt die Zahl :. Ermitteltman auf dieselbe 'Veise die spezifischen Gewichte einer dritten und viertenu aFlüssigkeit: y = c und z = d und nehmen die spezifischen Gewichte 1, x, yund z stets um dieselbe Größe -:n1zu(also x = 1 + n'1Y = 1 +,;,2z = 1 +n3)'so ist: u _ b = u _ ll.. = u _ _ u_ = _u_ = u __n __ . b _ c = a u_x 1+.! n + 1 n (n+ 1)' .1: Ynu u n n1+ 1 -1+ 2 ="Cn+1) (n+ 2); c-d desg1.=u Cn+ 2) (n + 3)'n nEs nehmen hiermit die Volumunterschiede, welche gleichen Unterschiedender spezifischen Gewichte entsprechen, nach einem bestimmten Gesetze ab. Hatnun die Aräometerspindel überall gleiche 'Veite, so nehmen die Entfernungen123der die spezifischen Gewichte 1, 1 + n~' 1 + n' 1 + n bezeichnenden Teilstricheder Skala nach demselben Gesetze ab; da man nun die Entfel'l1ung von 1bis ~ dem Volumunterschied u - b entsprechend, kennt, so lassen sich die Entfernungender übrigen Teilstriche der Skala mit Hilf e cl e sen t w i c k e I t e nGe set z e s ermitteln.123Die an die Teilstriche zu schreibenden Zahlen 1, 1 + -, 1 + ~, 1 + -n n nusw. geben dann an, wie groß das spezifische Gewicht einer Flüssigkeit ist,in welche das Aräometer bis zu dem durch die Zahl gekennzeichneten Teilstrichder Skala einsinkt.Man hat gewöhnlich für solche Flüssigkeiten, die spezifischleichter, und für solche, die spezifisch schwerer sind als 'V ass er,be S 0 n der e Aräometer. Bei jenen befindet sich der Teilpunkt 1u nt e n, bei diesen 0 ben an der Skala.Das Py kn 0 - Ar äo met er (Abb.44) unterscheidet sich von einem gewöhnlichenAräometer dadurch, dafi e8 noch einen zweiten, zu einer Kugel ausgeblasenenHohlraum besitzt, der sich unmittelbar über der Quecksilberkugelbefindet und mit einem mit Stöpsel verschließbaren Ansatzrohr versehen ist.Dem letzteren gegenüber ist ein Glasknopf angeschmolzen, welcher an Gewichtdem Ansatzrohr samt Stöpsel gleichkommt und den Zweck hat, den Apparathttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig74 6. Wirkungen der Schwerkraft auf fliissige Körper.beim Einsenken in vVasser sen k re c h t schwimmend zu erhalten. vViTd nun derHohlraum ganz mit destilliertem Wasser gefüllt und mit dem Stöpsel verschlossenund der Apparat in destilliertes Wasser gebracht, so sinkt er bis zuder (oben oder unten an ~er Skala befin~.lic~en). Mark~ 1 unter. Je nach derFüllung des Hohlraums mIt a n,d er e n Flus~lgkeIten w.lrd der Apparat steigenoder sinken und das zu ermittelnde spe~lfische GewIcht ergibt sich einfachdurch Ables~n an der Skala.Aräometer, welche nicht das spezifische Gewicht, sondern nnmittelbarden Gehalt einer Flüssigkeit an gelösten Stoffen angeben(durch den das spezifische Gewicht geändert wiTd), heißen Prozent­Aräometer. Je nach ihrer besonderen Bestimmung für die Feststellungdes Gehaltes von Zuckerlösungen, Milch, Spiritus, Säurenund Laugen unterscheidet man sie in Saccharometer, Galaktometer'(oder Laktometer), Alkoholometer, Säuren- und Laugenspindeln.Beim Gebrauch des Aräometers mUß ganz besonders anf die Temperaturachtgegeben werden; jedes Aräometer liefert nur für eine bestimmte Temperaturzutreffende Angabeü; weicht von dieser die Beobachtungstemperatur ab, so hateine Korrektion einzutreten, über die ein- für allemal ausgerechnete TabellenAuskunft erteilen.Platin.Gold .Blei .Silber.Ta belleKupfer ..Messing (Legierung ausund Zink)GUßeisenAluminiumGlas .'IVachsder spezifischen21,519,311,410,58,9Kupfer8,47,42,72,5-3,50,96Gewichte einiger Körper.TannenholzKorkBenzin 1)QuecksilberMilchOlivenölPetroleumTerpentinöl . .Alkohol (absoluter)Ather (Schwefeläther)0,50,240,64·-0,6713,591,030,910,890,870,7940,720Flüssigkeiten von verschiedenem spezifischen Gewicht in kommuni·zierenden Röhren. Eine Abweichung von dem (S. 63 anil,. gegebenen) Gesetz der kommunizierenden Röhren tritt ein, wennIJ sich in diesen (statt einer) z w e i Flüssigkeiten von verschiedenemspezifischen Gewicht (z. B. Quecksilber und Wasser) befinden.Es wird alsdann der untere (zusammenhängende) 'reil derRöhren von der spezifisch schwereren Flüssigkeit ausgefüllt (sieheAbb. 45); darüber setzt sich in die ei ne Röhre die spezifischschwerere Flüssigkeit fort (AC), in der anderen Röhre sammeltsich die spezifisch leichtere Flüssigkeit an (BD). Letztere stehth ö her als die spezifisch schwerere Flüssigkeit, und zwar verhaltensich die Höhen der Flüssigkeitssäulen in bei den Röhren,Abb.45. KommuuizierendeRöhrenmit verschiedenen vom unteren Niveau (d. h. der unteren Grenze) der spezifischFlüssigkeiten. leichteren Flüssigkeit aus gemessen (AC: BD), umgekehrt wiedie spezifischen Gewichte der beiden Flüssigkeiten.r Spezifisches Gewicht und Adhäsion. Es soll nunmehr einiges aus demI Gebiet der Adhäsionserscheinungen nachgeholt werden, was früher noch nicht, 1) Benzin wurde ursprünglich das aus Steinkohlenteer erhaltene Benzol

Digitale Bibliothek BraunschweigG. 'Wirkungen der Schwerkraft auf flüssige Körper. 75besprochen werden konnte, weil der Begriff des spezifischen Gewichtes unbekanutwar.Angeführt wurde sch'on (S. 15), daE zwischen je zwei Körpe:n eineAdhäsion stattfindet, daE aber die Rollen, welche die beiden Körper belm V organgeder Adhäsion spielen, verschieden sind.Derjenige von zwei adhärierenden Körpern nun, dessenspezifisches Gewicht das geringere ist, wird dem andern,spezifisch schwereren, Körper an-gedrückt. (K. F. Jordan, 1889.)Hat man es mit zwei flüssigen Körpern zu tun, so breitet sich derspezifisch leichtere, in geringer l\Ienge auf den spezifisch schwereren gebracht,auf diesem in dünner Schicht aus (vgl. S. 17); wird umgekehrt die spezifischschwerere Flüssigkeit in geringer ~lenge auf die spezifisch leichtere gebracht,so sinkt sie in der letzteren zu Boden, wobei sie annähernd Kugelform annimmt.Ist der spezifisch schwerere Körper fes t, der spezifisch leichtere f 1 ü s s i g,so wird jener von diesem ben e t z t (vgl. S. 16); Beispiel: Glas und Wasser; istdagegen der spezifisch 1 eie h tel' e Körper fest, der spezifisch schwerere flüssig,so tritt keine Benetzung ein; Beispiel: Glas und Quecksilber. - Diese vomspezifischen Gewicht abhängigenBeziehungen treten aber nur dannausgeprägt hervor, wenn chemische,Lösungs- und Mischungseinflüsseausgeschloesen sind. FernermuE die Oberfläche der zu untersuchendenKörper rein sein, d. h.es darf daran kein anderer Stoff- sei es auch nur in äußerst dünnerSchicht - adhärieren, dessenspezifisches Gewicht eine Störungdes zu erwartenden Phänomensbedingt. Endlich ist, wenn poröse Abb. 46 a u. b. Verschiedene Arten der Adhäsion.Körper zur Beobachtung gelangen,unter dem spezifischen Gewicht dasjenige der festen Masse (ausschlieJ3Jich derin den Poren enthaltenen Luft) zu verstehen; Beispiele hierfür sind Holz, Kork,Schwamm, Bimsstein usw. So sinkt geschabtes Holz oder Holzfeilicht, gepulverterBimsstein etc. in Wasser unter, nachdem die dem Untersinken entgeO'enstehendeOberflächenspannung des "W'assers durch vollständige Benetzung überwundenist, wogegen diese Stoffe in größeren Stücken, in denen die Zwischenräume- die Poren, die Zellen des Holzes usw. - unversehrt und mit Luft gefülltsind, auf \Vasser schwimmen. Hier ist eben z. B. ein Stück Bimsstein ne b s t derin seinen Poren enthaltenen Luft leichter als eine gleiche RaummengeWasser. Entfernt man aus einem Stück Badeschwamm die Luft, indem manes unter Wasser ausdrückt, SQ sinkt es gleichfalls unter, da dann an die Stelleder Luft Wasser getreten ist, die Schwamm-Masse an sich aber (ohne Luft)spezifisch schwerer ist als Wasser.Kapillarität. Besondere Erscheinungen treten auf, wenn sich eine Flüssigkeitin einem Ge f äß (Becher, Röhre usw.) befindet oder - einfacher -, wenndie Flüssigkeit auf einer Seite durch eine feste Platte begrenzt wird.Nehmen wir zunächst den letzteren Fall an! Die Platte bestehe aus Glas.Ist dann die Flüssigkeit spezifisch leichter als Glas (z. B. Wasser, öl usw.), sosteht ihre Oberfläche an der Berührungsstelle mit der Platte nicht senkrecht zu "derselben, sondern sie zieht sich bogenförmig an der Platte hinauf. (Abb. 46a).-- Ist die Flüssigkeit spezifisch schwerer als Glas (z. B. Quecksilber), so ziehtsie sich von der Platte in gewölbter Form nach unten zurück. (Abb. 46 b). Dieletztere Erscheinung erklärt sich so, daß nicht das Quecksilber dem Glase angedrücktwird, sondern das Glas dem Quecksilber angedrückt w ü r d e, wenn esmöglich wäre, und da dies nicht geht, weil das Glas ein fester Körper ist,wenigstens ein Zurück w eie h end e r FI ü s si g kei t an der Grenze stattfindet.(Eine befriedigende Erklärung gibt hier nur die leider von der herrschendenAnschauung verpönte Äther hyp 0 the se durch Heranziehung des Ätherdrueks.)http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig76· 6. vVirkungen der Schwerkraft auf flüssige Körper.In Gefäßen zeigt sich ein ähnliches Aufwärts- oder Abwärtswülben vonFlüssigkeiten. In eng e n Gef~ßen - insbes?nd.ere ~öh~en - bildet sich einekuppenartige Einsenkung oder Erhebung der Flusslgk91t, dIe als k 0 n k ave l' oderkonvexer Meniskus bezeichnet wird. (Abb. 47a und 47b.)Taucht man das Ende eines sehr engen Glasrohrs, eines sogenanntenKap ill a r - oder Ha a r roh r s, in eine Flüssigkeit ein, so beobachtet man nocheine besondere Erscheinung. Die Flüssigkeit stellt sich nämlich in dem Glasrohrnicht gleich hoch mit der autierhalb befindlichen Flüssigkeit, wie es das Gesetzder kommunizierenden Gefäße verlangt, sondern entweder höher (wenn dieFlüssigkeit das Glasrohr beneb-:t, also spezifisch leichter ist als Glas) oder tiefer(wenn die Flüssigkeit das Glasrohr nicht benetzt, also spezifisch schwerer istals Glas.) (Abb. 48a und 48b.)Diese Erscheinungen der Hebung oder Senkung werden Kapillarerschein u ngen oder Erscheinungen der Kap i II ari t ä t genannt, wobei mitdem Worte "Kapillarität" die Kr a ft gemeint ist, welche die Erscheinungenhervorruft und die das Ergebnis der Adhäsion der Flüssigkeitsteilchen an festenKörpern und ihrer Kohäsion untereinander ist.Abb. 47 a u. b. Konkaver undkonvexer Meniskuß.Abb. 48 a u. b. Kapillarerscbeinungen.Je enger ein Kapillarrohr ist, desto größer ist der Höhenunterschied derFlüssigkeit innerhalb und außerhalb des Rohres..Auf die Kapillarität zurückzuführen ist das Eindringen und Aufsteigen vonFlüssigkeiten in porösen Körpern, wie Lampendochten, Lösch- und Filtrierpapier,Schwämmen, Wischlappen, Zucker u. a. m. Hier wirken die feinen Porengängeals Haarröhrchen. Auch die feinen Adern im tierischen Körper sowie die Bestandteileder Gefäßbündel in den Pflanzen sind Kapillargefäße.Kapillaranalyse. Eine praktische Anwendung wird von den Kapillaritätserscheinungenin der von Friedr. Go pp elsroed e r 1888 begründeten Ka pillaranalys e gemacht. Da die Kapillarität vers chied en er Stoffe, seien dieselbennun einfache Flüssigkeiten oder Lösungen, gegenüber einem bestimmten porösenKörper (z. B. Filtrierpapi!'r) ver s chi e den ist, so ergibt sich eine verschiedeneS t e i g h ö he für die Stoffe innerhalb des in sie eintauchenden porösen Körpers.Diese Steighöhe ist daher ein Mittel, die Stoffe zu unterscheiden, insbesonderemehrere Bestandteile, die in ein erLösung enthalten sind, voneinander zutrennen und so zu erkennen. Es ist nur erforderlich, einen Streifen Filtrierpapierin die betreffende Lösung hineimmhängen; nach einem gewissen Zeitraum(der aber je nach den Umständen sehr verschieden sein kann) bilden sichauf dem aus der Flüssigkeit hervorragenden Teile des Papierstreifens verschiedeneZ 0 n e n der in der Flüssigkeit enthaltenen gelösten Stoffe, die, wennes sich um Fa r b s t 0 H e handelt, schon dem Auge erkennbar sind. Wird dannder Filtrierpapierstreifen den Zonen entsprechend zerschnitten und werden diein den Zonen abgesetzten Stoffe mit geeigneten Lösungsmitteln ausgezogen, sokönnen sie (nachdem sie eventuell noch ein oder mehrere Male einer weitergehendenKapillaranalyse unterworfen wurden) durch chemische Reagenzienihrer Natur nach erkannt werden.Oberflächenspannung der Flüssigkeiten. Die auf S. 74 u. f. geschildertenAdhäsionserscheinungen können bis zu einem gewissen Grade eine Störung er-http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig06. Wirkungen der Schwerkraft auf flüssige Körper. 77leiden durch die sogenannte Oberflächenspannung der Fli!-ssig:keiten.Man versteht darunter den stärkeren Zusammenhang, welchen dIe Teilchen ander freien Oberfläche einer Flüssigkeit gegenüber den im lnnern befindlichenTeilchen besitzen - ein Zusammenhang, durch welchen de~ Z~rre~ßung ?derZerrung der Oberfläche wie dem Eindringen fremder Körper m SIe em geWIsserWiderstand geboten wird. - Je größer das spezifische Gewic.ht ~inerFlüssigkeit gegenüber der begrenzenden Luft ist, desto g r ö fi e I' ISt I h I' eOb erf! ächenspan n un g.Die beruhigende Wirkung des Öls auf eine bewegte Wasserfläche, z. B. dieWellen des Meeres, beruht darauf, daß sich das Öl erstens, da es spezifisch leichterist als Wasser, auf demselben ausbreitet und zweitens, da wegen des geringerenspezifischen Gewichtes des Öls auch seine Oberflächenspannung gegenüber derLuft geringer ist als die des Wassers, dem Winddruck seitens der mit Öl übel'­zogenen Oberfläche leichter nachgegeben und so das Aufstauen der Flüssigkeitvermindert wird. (V gl. die Schaumbildung der Flüssigkeiten, S. 14-15.)Diosmose. Auf S. 17 war von der von seI b sterfolgenden Mischung oderder Diffusion übereinander geschichteter Flüssigkeiten die Rede. Dieselbeläfit sich z. B. bei Wasser und Alkohol beobachten,während 'Vasser und Öl, selbst wennsie durch Schütteln gewaltsam durcheinandergebracht werden (Emulsion, S. 17), sich nachlängerem Stehenlassen wieder voneinander so n­dern und nach Maligabe ihrer spezifischen Gewichteübereinander lagern.vVerden nun zwei mischbare Flüssigkeitendurch eine poröse 'Yaml (Schweinsblase, Pergamentpapier,Tonzylinder) voneinander getrennt,so geht auch durch deren Poren hindurch eineMischung, ein Austausch beider Flüssigkeitenvor sich; dieser Vorgang (also eine Diffusionvon flüssigen Körpern, die entweder Flüssigkeitenan sich oder Lös u n gen fes tel' Körper Abb. 49. Dialysator, in ein GefäJ3mitin Flüssigkeiten sein können, durch poröseWasser eingehängt.Wände) heifitDiosm os e oder kurzweg 0 smose.Dieselbe wird in End 0 s m 0 s e und Ex 0 S Il1 0 S e unterschieden. Von Endosmosespricht man, wenn das Eindringen einer Flüssigkeit in einen von porösenWäuden umschlossenen Raum aus der Umgebung desselben ins Auge gefafitwird, von ExoRmose, wenn es sich um den Austritt einer Flüssigkeit aus einernsolchen Raum in die Umgebung handelt.Das Eindringen des Wassers in die Pflanzenwurzeln und der Austauschder Säfte in der Pflanze selbst sowie im tierischen Körper (yon Zelle zu Zelledurch die ,'Yandungen derselben hindurch) sind osmotische Vorgänge.Da verschiedene Körper durch dieselbe poröse Wand verschieden schnellhindurchtreten, so kann mittels der Diosmose eine Trennung von Körpern vorgenommenwerden. Es geschieht dies bei der Dialyse mit Lösungen ausKolloid- und KrisUtlloidsubstanzen. Zu ersteren gehören alle dieStoffe, welche unfähig sind zu kristallisieren und in Verbindung mit Wassergallertartige Massen bilden (wie Stärkemehl, Dextrin, die Gummiarten, Leim;Kieselsäurehydrat, die Hydrate der Tonerde usw.), während die Kristalloidsubstanzenkristallisierbar und glatt löslich sind.Da die Kolloidsubstanzen durch eine poröse Wand er he bli ch lan gsamerdiffundieren als die Kristalloidsubstanzen, so werden aus einern Lösungsgemischbeider, das in einen unten mit Pergamentpapier verschlossenen und in ein Gefäßmit Wasser eintauchenden hohen Guttaperchareifen (D i a 1 y s at 0 I' - Abb. 49, d)gefüllt worden ist, die Kristalloidsubstanzen in g-rolier Menge austreten und sichin dem "Wasser lösen, während die Kolloidsubstanzen größtenteils in dem Dialysatorzurückbleiben.Auf osmotische Vorgänge ist die Eigenschaft poröser J{örper (Knochenkohle,Ackererde u. a.) zurückzuführen, beim Durchfiltrieren von Flüssigkeiten die indenselben gelösten Farbstoffe, Salze usw. zurückzuhalten, so ~afi die Lösung inentfärbtem 0der verdünntem Zustande abfließt. (V gl. über dIe bei der Osmoseherrschenden Gesetzmäfiigkeiten den Abschnitt "van't Hoffsche Lösungstheorie"im 11. Kapitel.)http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig78 7. Wirkungen der Schwerkraft auf luftföTmige Körper.7. Wirkungen der Schwerkraft auf luftförmige Körper.(lUechanik der luftförmigen Körper odel' Pneumatik.)Spannkraft der Gase. Auf S. 15 ist bereits der EI ast i z i t ä t derluftförmigen Körper oder Gase Erwähnung getan. Sie besteht darin, daßdie Gase (im Unterschiede von den Flüssigkeiten, S. 63) in hohem Gradekompt:essibel (zusammendrückbar) und expansibel (ausdehnbar) sind.(Vgl. S.44.) Die Elastizität wird auch Sp l1n!l]{~,ll;ft (Tension oderExpansivkraft) genannt. "\IV ä h I' end des äUßeren Drucks offenbartsich die Spannkraft als ein innerer 'Widerstand, der dem Druck entgegenwirkt.iDie Spannkraft der Gase läßt sich an folgenden beiden Versuchenin überzeugender 'Weise erkennen:1. In einem unten geschlossenen Rohre (Abb. 50, R. - die Abbildung stellt ein pneumatisches E'euerzeugdar), bewege sich, luftdicht schließend, ein StemspeI(S). Diesen drücke man nach unten, gegen dasgeschlossene Ende des Rohres hin und lasse ihn dannlos. Alsbald wird cl' wieder durch die zusammengedrückteoder komprimierte Luft emporgetrieben werden.2. Ein ringsum geschlossener, wenig Luft enthaltenderund daher schlaffer Ball (oder Blase) wirdunter die Glocke einer Luftpumpe gebracht und dieLuft aus der Glocke ausgepumpt. Dann bläht sichder Ball (infolge des verminderten Druckes der ihnumgebenden Luft) bedeutend auf.RAuch folgende Erscheinungen bzw. Wirkungen von Apparatensind auf die Spannkraft der Luft zurückzuführen.Man verschliefie eine Flasche durch einen Kork, dereine Durchbohmng besitzt, durch welche ein Trichter mitAbb. 50. Pnenmati- eng em Trichterrohr gesteckt ist. Giefit man dann 'V ass ersches Feuerzeug. in den Trichter, so ft.ieHt es nicht durch das Trichterrohr indie Flasche hinein, sondern bleibt im Trichter. Erst wenn man den Kork lüftet,fliefit das Wasser hindurch. Ist das Trichterrohr wei t, so fliefit das Wassersogleich (kluckernd) hindurch, weil alsdann die in der Flasche enthaltene Luftin Blasenform im Trichterrohre emporsteigen kann.Die Tau c her g I 0 c k e ist ein unten offener grofier Kasten, der in dasMeer hineingesenkt wird und in den das Wasser von unten her nichf eindringenkann, weil die in ihm enthaltene Luft wegen ihrer Spannkraft dem andrängenden'Vasser Widerstand entgegensetzt.Beim BI ase baI g, der aus zwei Brettern besteht, die durch ein Faltenlederverbunden sind und nach vorn in ein Rohr auslaufen und yon denen daseine ein nach innen sich öffnendes Ventil (d. h. einen einseitigen Verschlufi einerÖffnung) besitzt, strömt beim Aufziehen (Entfernen der Bretter voneinander)durch das Ventil Luft in das Innere ein; beim Zusammendrücken schliefit sichdas Ventil, und die Luft entweicht durch das Ansatzrohr.Das Zusammendrücken kann- statt mit der Hand - durch aufgelegteGewichte bewirkt werden. - Gröfiere Ge b I äse haben einen Zylinder, in demsich ein Kolben bewegt und die Luft herausprefit.Die grofien Gas 0 met e l' der Gasanstalten bestehen aus einem mit Wassergefüllten Bassin (Wasserbehälter), in das eine aus zusammengenieteten Eisenplattenhergestellte, oben geschlossene Glocke mit dem unteren freien Ran.deeintaucht. In diese ragen von unten her zwei Röhren hinein, deren Mündungensich über dem Wasserspiegel befinden. Durch die eine derselben strömt Leuchtgasaus den Retorten, nachdem es die Reinigungsapparate passiert hat, ein. Dadurchwird die Glocke emporgehoben. Damit sie nicht umkippt, sind an ihrem Dach Rollenhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig7 .. 'Wirkungen der Schwerkraft auf luftförmige Körper. 79angebracht, die an aUßen befindlichen Säulen entlanglaufen. Ist die ~locke mitGas gefüllt, so wird das Zuströmungsrohr geschlossen un~ das Ableitungsrohrgeöffnet, durch das dann infolge des Drucks der sich allmählIch senke~den .~lock",das Gas hinausgepreßt wird und in ein verzweigtes Höhrensystem emstr0!llt.In der K n a 11 b ü c h s e wird die Luft zusammengepreßt und sucht slCh daeinen Ausweg, wo der geringste Widerstand ist: an der Mündung, an der dasPapier zersprengt oder aus der der Kork herausgeschleudert wird.1m Anschluß hieran sei die Windbüchse oder dasLuftgewehr erwähnt, in dessen hohlem Kolben beim LadenLuft komprimiert wird, di", durch Abdrücken des Hahns zumgrößten Teil herausgelassen wird, sich dabei ausdehnt, in denBüchsenlauf stürzt und die Kugel mit groEer Geschwindigkeitherausschleudert.Die Spritzflasche (Abb. 51) ist eine Glasflasche,die durch einen doppelt durchbohrten Kork (oderGummistöpsel) verschlossen ist; durch die eine Durchbohrunggeht ein Glasrohr (a), welches bis fast auf denBoden der Flasche reicht, aUßerhalb derselben (in einemspitzen Winkel) schräg nach unten gebogen ist undin eine Spitze ausläuft, während in der andern Durch- Abb'fi5;;Ch~~ritzbohrungein unmittelbar unter dem Kork endigendesGlasrohr (b) steckt, das aUßerhalb der }'lasche (in einem stumpfenWinkel) schräg nach oben gebogen ist.Bläst man nun in das kurze Rohr (b) mit dem Munde Luft hinein,so wird die in der Flasche befindliche Luft komprimiert, drücktdaher in folge ihrer Spannkraft auf das Wasser undtreibt dieses in das lange Rohr (a) hinein und darinweiter, bis es aus der Spitze desselben in feinemStrahle ausfließt.Die vorstehend beschriebenen Versuche liefern auch denBeweis, daE die Luft und damit die Gase überhaupt Körper­I ich k e i t besitzen, insofern, als aus ihnen die Eigenschaftder Haumerfüllung für die Luft hervorgeht - keineswegs entsprechendder Hedensart : "Du bist mir Luft". - 'YeitereBeweise für die Körperlichkeit der Luft sind ihre Schwere,wovon später die Hede sein wird, und die Kraftwirkungen, .ßwelche sie im Zustande der Bewegung (als 'Yind oder Sturm)ausübt.Daß man eine Flüssigkeit aus einem Gefäß in ein anderes,das doch nicht leer, sondern mit Luft gefüllt ist, gieEen kann,beruht darauf, daE die Luft verdrängt wird und nun im ersterenGefäE den Raum der ausgegossenen Flüssigkeit einnimmt.Mariotte.Boylesches Gesetz. Wenn man eine abgeschlosseneMenge eines Gases, z. B. die in dem kurzen Schenkel(A) eines U-förmig gebogenen Hohres (Abb. 52) enthalteneLuft, welche durch Quecksilber darin abgesperrt ist, demdoppelten äuEerenDruck aussetzt, auf die Weise, daß manin den längeren Schenkel (B) des Hohres mehr Quecksilberhineingießt (und zwar so viel, daß die Differenz der Quecksilbersäulenin Bund A, vermehrt um den Druck der auf Blastenden atmosphärischen Luft, d. h den Druck einer im Mittel760 mm hohen Quecksilbersäule - vgl. darüber S. 82 u. 83 -,doppelt so groß ist als zuvor, so findet man, daE die Luftannähernd auf. das halbe Volum zusammengedrücktwird. Da jenem doppelten äUßeren Drucke eine doppelte( • ) Cmnere. ",pann k ra f t d -er L u f t entgegenste h t, so I'" äJ;jt SIC I 1Abb.des Mariotte-Boylesagen,daE dieselbe Luftmenge, auf das halbe Volum - und schen52. NachweisGesetzes.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig80 7. Wirkungen der Schwerkraft auf luftförmige Körper.damit auf die doppelte Dichtigkeit (das doppelte spezifische Gewicht) - gebracht,die doppelte Spannkraft besitzt. ~a di~ gleiche Beziehung (zwisch~n demäUßeren Druck oder der Spannkraft emerS81ts und dem Volum andrers81ts) obwaltet,wenn man den Druck auf das Dreifache, Vierfache usw. erhöht, so giltallgemein das Gesetz:Die Spannkraft eines Gases (oder der auf dasselbeausgeübte Druck) ist der Dichtigkeit direkt, dem Volumumgekehrt proportional. (Mariotte-Boylesches Gesetz;aufgestellt 1662 von Boyle und unabhängig von ihm 1679 von Mariotte.)Bezeichnet man das VOIUlll einer bestimmten Gasmenge, dicunter dem Druck PI steht und die Dichtigkeit d 1 besitzt, mit VI'das Volum derselben Gasmeng'e bei dem Drucke P2' wobei die Dichtigkeit= cl 2 geworden sein möge, mit v 2 , so ist nach dem Mariotte­Boyleschen Gesetz:(1)oder: PI • VI = P2 . v 2 (2)sowie: Pt • d 2 = pz . d 1 (2 a)und: v 1 • d 1 = v 2 • dz (2 b).Für die Volume '03 , V 4 ••.• derselben Gasmenge mit den zugehörigenDichtigkeiten d 3 , d 4 . . • • und den zugehörigen DruckenPs' P4 .... gilt in gleicher Weise:P1- V1 =P3' V g =P4 - v4und v 1 • d 1 = v 3 - ds = '04 - d 4Das heil3t:Das Produkt aus Druck und Volum (oder Spannkraftund Volum) einer bestimmten Gasmenge hat stets denseihenWert (oder ist konstant) und: Das Produkt aus Volum und Dichtigkeiteiner bestimmten Gasmenge hat· ebenfalls stets denselben1Vert (oder ist konstant).Allgemeine Formeln: p-v=C 1v· d=C' f (3),worin C und C' nnveränderliche Größen (oder Konstanten) sind,die sich nur nach der Größe der in Frage stehenden Gasmeng'erichten.Genaue messende Beobachtungen von Re g na ul t, Am aga tund Na t tel' e r sowie von Me n deI e j e ff, haben nun - zum a Ibei hohen Drncken - beträchtliche Abweichungen von demMariotte-Boyleschen Gesetz ergeben. Eu gen und U I r ich D ü h r i n ghaben zur Erklärnng dieser Abweichungen (1878 und 1886) daraufhingewiesen, daß sich jedes Gasvolum aus zwei Bestandteilen zusammensetzt:dem Volum der in ihm enthaltenen Gasmoleküle unddem lediglich von den Atomen des Welt- oder Lichtäthers erfülltenZwischellvolum. Nach ihnen ist die Spannkraft eine sGases (bzw. der ä·ußere Druck) diesem Zwischenvolum,und nicht dem Gesamtvolum, umgekehrt proportional,da beim Zusammendrücken oder Ausdehnen eines bestimmten Gasyolumsdas Volum der Gasmoleküle unge~ndert bleibt, dagegen derhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig7. Wirkungen der Schwerkraft auf luftförmige Körper. 81Ab s t an d der Gasmoleküle (damit also das Zwischenvolum underst i n f 0 I g e des sen das Gesamtvolum) verringert oder vergrößertwird.Bezeichnet man das Volum der Gasmoleküle in einer bestimmtenGasmenge mit x und die Volume dieser Gasmenge beiden Drucken Pi und P2 mit VI und V 2 , so ist nach dem Ang·eführten:PI v 2-x(4)P2 VI - Xoder allgemein: P (v-x)=C (5),worin C wiederum eine Konstante bedeutet.Bei niedrigen Drucken weicht v - x, das Zwischenvolum, nichterheblich vom Gesamtvolum V ab, das VerhäItnh~ bei der ist nahezu= 1, das Verhältnis von x zu v nur gering; bei hohen Druckendagegen, wo der Abstand der Gasmoleküle bedeutend verkleinertwird, ist das Verhältnis ~ größer, -~~ x kleiner, das Zwischenvolumvvweicht beträchtlicher vom Gesamtvolum ab, und es kann sich, wenndas Dühringsche Gesetz richtig ist, das w a h I' e Verhalten (Formel 5)nicht mit dem Mariotte-Boyleschen Gesetz (Formel 3) deeken.Die Größe x läßt sich aus mehreren Bestimmungen von Druckund Gesamtvolum, wie folgt, berechnen:Da nach Formel (4):oder:PI (VI - x) = P2 (v 2 - x) ist, so folgt:PI • VI -PI· X = P2 • v 2 - P2 . xx (P2-Pl)=P2'V2-PI·vlund: X =P2' v2 - PI' VI (bZW. =Pl_·_~ - P2' V 2).P2 -PiPI-P2XHat man x, so findet man ohne weiteres das Verhältnis v'd. h. das Verhältnis des Volums der Gasmoleküle zu dem Gesamtvolumeiner bestimmten Gasmenge (bei einer bestimmten innerenSpannung, bzw. einem bestimmten äUßeren Druck). So ergab sich1bei gewöhnlichem Druck dies Verhältnis für Wasserstoff = 1 600 'für Sauerstoff _1_, für Stickstoff und Luft = _1_. Dies besagt1300 1000z. B. in bezug auf Wasserstoff : daß in 1600 1 Wasserstoff von denGasmolekülen 1 1 eingenommen wird, während die übrigen 1599 1(das Zwischenvolum) von Äther erfüllt sind.Noch eine andere Fassung als die beiden Dühring hat v ander Wa als dem Mariotte-Boyleschen Gesetz gegeben. Er bringtnoch den sogenannten "inneren Druck", d. h. die gegenseitige Anziehungder Moleküle, in Rechnung, durch die ein Teil der (nachaUßen gerichteten) Spannkraft aufgehoben wird. Nach ihm ist:( P + :2) (V - x) = C,Schule der Pharmazie. ur. 4. Auß. 6http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig82 7. "Wirkungen der Schwerkraft auf luftförmige Körper.worin p die Spannkraft, v das Volum einer bestimmten Gasmenge,x das Zwischenvolum und a und C Konstanten bedeuten. DieKonstante a stellt die Größe des molekularen Zuges nach innen(bedingt durch die gegenseitige Anziehung der Gasmoleküle) proFlächeneinheit und unter normalen äUßeren Bedingungen des Druckesund der Temperatur dar.Schwere der Luft. Die Luft (sowie jedes andere Gas) besitztgleich den festen und flüssigen Körpern eine gewisse Sc h wer e.(Vgl. S. 79.) Dies läßt sich unmittelbar durch Wägung nachweisen.Bestimmt man nämlich das Gewicht einer Glaskugel, wenn sieeinmal mit Luft gefüllt und ein z w e i te s ::Vlai luftleer gepumpt ist,so stellt sich im zweiten Falle ein erheblich geringeres Gewichtheraus als im ersten.Das s pe z i fis c he Gewicht eines Gases (auf Wasser als Einheitbezogen) kann ermittelt werden, indem man, an den eben genanntenVersuch anknüpfend, die Glaskugel d r i t t e n s mit 'Wassel' füllt undwägt. Man dividiert dann das Gewicht des Gases durch das desWassers (beide erfüllten dasselbe Volum).Das spezifische Gewicht der Luft, auf Wasser bezogen, ist= 0,001 293. Das heißt zugleich: 1 ccm Luft wiegt (bei 0 0 und760 mm Barometerstand - vgl. das Folgende) 0,001293 g; 1 1 Luftwiegt somit 1,293 g.Luftdruck. Die Schwere der Luft äUßert sich in einem Druck,den die Atmosphäre (die Lufthülle der Erde) auf die an der Erdoberflächebefindlichen Körper ausübt. Dieser DruckV verbreitet sich (wie der Druck innerhalb einer F 1 ü s­sigkeit) nach allen Richtungen hin mit gleicherStärke.Ein Beweis für die Ausbreitung des Drucks nach allenRichtungen ist unter zahlreichen Erscheinungen, die das gleichedartun, die folgende: Man füllt ein Glas bis an den Randmit Wasser, legt ein Stück Papier darauf, kehrt es, indemman das Papier mit der Hand au drückt, um und nimmt nundie Hand fort; das Papier bleibt alsdann, trotz der Schweredes Wassers, am Glasrand haften, und es fließt kein Wasseraus dem Glase heraus. Die Ursache dieser Erscheinung istder von u n te n her wirkende Druck der atmosphärischenLuft. Das Papier hat nur die Aufgabe, das Eindringen vonLuft in das Wasser (das wegen des geringen spezifischenGewichts der Luft im Verhältnis zum Wasser erfolgen würde)zu verhindern.GWenn man ein etwa 1 m langes, an einem Endegeschlossenes Glasrohr mit Quecksilber füllt, dannumkehrt, so daß das offene Ende, das man mitAbb.53v;'~~~~~llischer dem Finger zuhält, sich unten befindet, und dieses, wieAbb. 53 zeigt, unter Quecksilber bringt, so sinkt dasQuecksilber nach dem Fortnehmen des Fingers im Rohre so weit,bis es (im Mittel) 760 mm hoch über dem Quecksilberspiegel in demGefäße G steht. übel' dem Quecksilber in der Röhre (bei V) entstehtein luftleerer Raum, ein sog. Vakuum.,---,,"" . - ._-----http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig7. Wirkungen der Schwerkraft auf luftförmige Körper. 83Der geschilderte Versuch heißt der Torr i ce 11 i s ehe, dasVakuum heißt '1' 0 rric e lli sehe s V ak u u moder TorricellischeLeere. (Torricelli, ein Schüler Galileis, 1643.)Das Vakuum bildet sich weil der äUßere Luftdruck nur demGewicht' einer gewissen Q~ecksilbersäule das Gleichgewicht zuhalten vermag. Ist die Röhre 1 qcm weit, so trägt der Druck deratmosphärischen Luft 76 ccm Quecksilber oder, da das spezifischeGewicht des Quecksilbers = 13,59 ist, ein Gewicht von 76 . 13,59 g= 1033 g = 1,033 kg. - Einen derartigen Druck (von 1,033 kg)übt also auch die Luft auf 1 qcm aus. Er heißt daher der Atmosphärendruckoder der Druck einer Atmosphäre.Daß wir den Druck der atmosphärischen Luft im allgemeinen nicht empfinden,liegt daran, daß die im Innern unseres Körpers (in allen Hohlräumen,letzten Endes den Gewebsteilen : Zellen usw.) enthaltenen Flüssigkeiten oderGase wegen ihrer Unzusammendrückbarkeit oder ihrer eigenen inneren Spannungeinen Gegendruck leisten, der dem Druck der Atmosphäre im allgemeinen dasGleichgewicht hält, ihn also hinsichtlich seiner \'Virkung auf unsern Körper aufhebt.Störungen in diesem Verhältnis stellen sich ein, wenn der äußere Druckvon dem durchschnittlichen Atmosphärendruck erheblich abweicht, was einerseitsin der Taucherglocke, andererseits auf hohen Bergen oder in einem hochschwebendenLuftballon erfolgt. (Die sogenannte Bergkrankheit,' zu der übrigens dieAnstrengung des Steigens erheblich beiträgt!)Aus dem eben Angeführten geht bereits hervor, daß der Druck der atmosphärischenLuft nicht überall und jederzeit derselbe ist. Mit der Erhebung überdie Erdoberfläche nimmt der Luftdruck ab, weil die Höhe der Luftsäule überdem Beobachter geringer wird (die Lufthülle der Erde hat nach oben ihre Grenze).Ferner wird der Luftdruck auch durch die Erwärmung der Atmosphäre seitensder Sonne, durch die Luftbewegung (Winde und Stürme) und durch den 'Wasserdampfgehaltder Atmosphäre geändert.Die Angabe, daß der Luftdruck im Mit tel so groß ist, daß er einerQuecksilbersäule von 760 mm das Gleichgewicht hält, gilt für die Höhe desMe ere s s pie ge Is und fü l' di e Te m p era tur 0°. Auf die Temperatur istdeshalb Rücksicht zu nehmen, weil die Wärme das Quecksilber ausdehnt unddaher die Höhe der fraglichen Quecksilbersäule steigert.Über den Druck eines Gas gemisches vgl. das D altons ehe Gesetz (im2. Kapitel: "Allgemeine Eigenschaften der Körper", S. 17 und im 11. Kapitel:"Wärmelehre", S. 162).Barometer. Die Gröl.ie des Luftdrucks wird mit dem Barometergemessen. Wir unterscheiden die Quecksilberbarometerund die Aneroidbarometer.Die Quecksilberbarometer sind nach dem Prinzip der inAbb. 53 dargestellten Torricellischen Röhre hergestellt. Nach ihrenverschiedenen Formen unterscheidet man sie in Ge f ä l.i bar 0 met er,Phiolen- oder Kugelbarometer und Heberbarometer.Das Ge f ä 13 bar 0 met e r ähnelt in seiner einfachsten Gestaltvollkommen dem Torricellischen Instrument: eine über 800 mmlange, am einen Ende geschlossene, am andern Ende offene Glasröhrewird mit Quecksilber gefüllt und mit dem offenen Ende inein Gefäß mit Quecksilber getaucht; an der Röhre ist eine inMillimeter (früher in Zoll) eingeteilte Skala angebracht, an der mandie Höhe der Quecksilbersäule abliest; als Nullpunkt der Skala giltdie mittlere Höhe des Quecksilberspiegels in dem unteren Gefäß.6*http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig84 7. "\Virkungen der Schwerkraft auf luftförmige Körper.Da aber die wirkliche Höhe dieses Quecksilberspiegels umdie mittlere Höhe schwankt, so müssen die Ablesungen ungenausein. Man hat daher, um diesem übelstande abzuhelfen, den QuecksilberspieO"elim unteren Gefäß beweglich gemacht, so daß manihn bei jeder Ablesung auf den Nullpunkt der Skala einstellenkann. Dies ist auf die Weise geschehen, daß das Gefäß (Abb. 54, G)unten durch eine Lederkappe verschlossen ist, die mittels derSchraube S gehoben oder gesenkt werden kann. Vom Deckel desGefäßes, der zur Verbindung mit der äUßeren Atmosphäre miteiner engen Öffnung versehen ist, ragt eine Elfenbeinspitze (E)herab, die den Nullpunkt angibt. Man dreht nun die Schraubeso lange nach oben oder unten,bis die Spitze Eden Quecksilberspiegelin G eben berührt.Das Phiolen- oder Kugelbarometer(Abb. 55) besteht auseinem oben geschlossenen, untenU-förmig umgebogenen Glasrohr,das in eine seitlich angebrachte,oben offene Kugel (bzw. Birne)aus Glas übergeht. Letztere vertrittdie Stelle des Gefäßes. Währenddies Barometer bequemer zuhandhaben ist und zu seiner Füllungweniger Quecksilber bedarfals das Gefäßbarometer, sind beiihm die Ablesungen - des veränderlichenNullpunktes wegen -ungenau.Alle n übelständen zugleichgeht man bei Anwendung desAbb. M. GefäJl- Abb.55. Kugel- Abb.56.Heber- Heb erb ar 0 met e I' s aus dembarometer. barometer. barometer.Wege. (Abb. 56.) Es besteht auseiner U-förmig gebogenen Röhre, deren einer Schenkel etwa 1 mlang ist, während der andere erheblich kürzer ist; jener ist obengeschlossen, dieser offen. Da beide Schenkel der Röhre dieselbeWeite haben, so steigt bei jeder Veränderung des äUßeren Luftdrucksdas Quecksilber in dem einen Schenkel um ebensoviel, alses in dem andern Schenkel fällt, und man hat nur nötig, denHöhenunterschied des Quecksilbers in beiden Schenkeln zu bestimmen.- Das Ablesen wird entweder auf die Weise vereinfacht,daß man die Skala beweglich macht und ihren Nullpunktauf den Quecksilberspiegel in dem kürzeren Schenkel einstellt,oder daß man beide Schenkel mit einer eingeätzten Teilung versieht,deren Nullpunkt das Ende des kürzeren Schenkels ist unddie an dem längeren Schenkel nach oben, an dem kürzeren nachunten fortschreitet; um den Barometerstand zu erhalten, mUß mandann die Zahlen, auf die sich das Quecksilber in beiden SchenkelneinsteHt,· addieren.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig7. Wirkungen der Schwerkraft auf luftförmige Körper. 85Die Genauigkeit der Angaben eines Quecksilberbarometers ist von verschiedenenBedingungen abhängig.Er s te n s mUß der Raum über dem Quecksilber ein wirkliches Vakuum(also wirklich völlig luftleer) sein, was nicht der Fall ist, sobald an de.r Glaswandungnoch Luft adhäriert; um diese zu beseitigen, wird das Quecksllber imBarometerrohr a:usgekocht.Z w e i t e n s mUß das Quecksilber chemisch rein seiu, weil eiue Verunreinigungdurch andere Metalle sein spezifisches Gewicht und damit seine Höhe imBarometerrohr verändert.D r i t t e n s darf das Barometerrohr nicht zu eng sein, damit der Standdes Quecksilbers nicht infolge der Kapillarität beeinflußt wird.Vi ertens muß der Beobachter sein Auge in gleiche Höhe mit dem Quecksilberspiegelbringen und elen höchsten Punkt des Meniskus als Marke für dieAblesung benutzen. Das Barometer selbst mUß genau senkrecht hängen.Fünftens mUß auf die Temperatur Rücksicht genommen werden, da die·selbe, je nachdem, ob sie steigt oder sinkt, das Volum des Quecksilbers vergrößertoder verringert. Zur Erlangung genauer und vergleichbarer Beobachtungenwerden aus diesem Grunde elie direkten B:uometerablesungen auf 0° reduziert.Das Aneroidbarometer kommt in zwei Formen vor: als~ietallic (von Boul'don) und als Holosteric (von Vidi).Der Hauptbestandteil des ersteren ist eine kreisförnlig gebogene,ringsum geschlossene, möglichst luftleer gemachte Messingröhre,welche durch eine Zunahme des Luftdrucks stärker gekrümmtwird (weil die äutlere Fläche der Röhre, da sie größer ist undauf jede Flächeneinheit dersel be Druck stattfindet, im ganzeneine stärkere Druckzunahme erfährt als die innere, kleinere Fläche),während eine Abnahme des Luftdrucks umgekehrt eine Streckungder Röhre bewirkt. Die Bewegungen der Röhrenenden werden durchZahnräder auf einen Zeiger übertragen.Das Holosteric hat an Stelle der Messingröhre eine luftleergemachte, ringsum geschlossene kupferne Dose oder Kapsel, derenwellenförmiger Deckel bei wechselndem Luftdruck mehr oderweniger eingedrückt wird. Eine starke metallene Feder zieht denDeckel nach oben und aUßen und bewirkt so, daß er beim Nachlassendes Luftdrucks nicht eingedrückt bleibt. Die Bewegungen,welche - dem Luftdruck entsprechend - der Mittelpunkt desDeckels macht, werden durch ein Hebelwerk vergrößert und ebenfallsauf einen Zeiger übertragen.Die Skala für den Zeiger wird nach den Angaben eines Quecksilberbarometersgefertigt.vVährenel die Aneroidbarometer einerseits wegen ihrer handlichen Grtj1.ieund Form und ihrer geringen Zerbrechlichkeit den Quecksilberbarometern vorzuziehensind, wenn es sich um weitere Beförderung (auf Reisen und bei Höhenmessungen)handelt, stehen sie doch den letzteren insofern nach, als sich mit eierZeit die Elastizität der Metallgehäuse vermindert. Von Zeit zu Zeit mUß daherein Aneroidbarometer mit einem guten Quecksilberbarometer verglichen werden>Höhenmessung und 'Vettel'vorhersage. Das Barometer wird aUßer i~~';Vlessung des Luftdrucks noch zur H ö h e n me s s un g und bei der 'IV e t t e r­vor her sag e oder W e t t e r pro g nos e benutzt.Beziiglich der Höhenmes s ung sei folgendes bemerkt: Die Abnahme desLuftdrucks mit wachsender Erhebung über die Erdoberfläche findet nicht gleichmäliigstatt, so elali also einer gleich großen senkrechten Erhebung nicht durchwegdieselbe Verminderung des Barometerstandes entspricht; sondern diese Yer-http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig86 7. 'Virkungen der Schwerkraft auf luftförmige Körper.minderunO' wird mit zunehmender Höhe geringer. Der Grund hierfür ist der,dafi die ; nt e ren Luftschichten - als Teile eines elastischen Körpers - vonder darüber befindlichen gl'öf.ieren Luftmenge stärker 7msammengedrückt, alsod ich te r werden und daher eine gröf.iere Spannkraft annehmen, die sich auf dasBarometer äuf.iert.Erste Höhenmessung durch Pascal und Perier am 19. September 1648auf dem Puy de Dome (970 m).Als vVetterglas kann das Barometer nur in sehr beschränktemUm fan ge benutzt werden. Seine Verwendung beruht darauf, daf.i 1. trockeneLuft spezifisch schwerer ist als Wasserdampf und damit auch spezifisch schwererals feuchte Luft und 2. Luftdepressionen oder Luftminima (d. h. Luftgebiete mitverdünnter und daher geringe Spannkraft und geringen Dl'11ck besitzender Luft)meist Niederschläge mit sich führen, Luftmaxima aber trockene Luft enthalten.Hat daher das Barometer einen tiefen Stand, so k an n im allgemeinenver mut e t werden, daf.i trübes, regnerisches 'Vetter sich einstellen werde;hat das Barometer einen hohen Stand, so kann mit mehr 'Vahrscheinlichkeit aufheiteres, trockenes 'Vetter gerechnet werden. - Dabei kornrnt es aber auch nochdarauf an, welche Unterschiede das Barometer des Beobachtungsortes gegendie Barometer der näheren und selbst weiteren Umgegend aufweist. Und fernerhängt das 'Vetter noch von viel mehl' Bedingungen ab, die ihrerseits oftschwankend und sclnver zu übersehen sind.])Ieteorologie. Die genaueren Verhältnisse des Wetters werden in der Wissenschaftder Meteorologie behandelt, die sich aber allgemeiner mit den gesamtenErscheinungen in der Lufthülle der Erde oder der Atmosphäre beschäftigt: nämlichauf.ier mit den Meteoren im engeren Sinne oder den Meteoriten - kleinerenWeltkörpern, die in die Lufthülle der Erde eindringen - mit dem Luftdruck, derTemperatur, den 'Vinden, der Luftfeuchtigkeit, Tau, Reif, Raulll'eif, den Niederschlägen(Regen, Schnee, Eishistallen, Graupeln, Hagel), der vVolkenbildung,dem Nebel, der atmospharischen Elektrizititt, speziell in der Form der Gewitter,den atmosphärischen Lichterscheinungen usw. Auf einige dieser Dinge wird imRahmen dieses Buches später an geeigneter Stelle eingegangen werden (vgl.das Register); hier möge zur Erklarung des vVortes "Meteorologie" nur erwahntsein, daf.i man unter einem Met e 0 l' im allgemeinsten Sinne des Wortesnicht nur einen Mete 0 ri t en versteht, soudern jede Erscheinung (gleichgültig,ob Körper oder Vorgang), die im Bereich der Atmosphäre wahrnehmbar wird.Heberapparate und Pumpen. Auf der Tatsache des Luftdruckssowie der Spannkraft der Luft beruht die Einrichtung des Stechhebers,der Pipetten, des Saughebers, des Zerstäubers, der Saugpumpe,der Druckpumpe und der Feuerspritze.Vor der Besprechung dieser Apparate sei kurz das Wesen desSau gen s erörtert. Taucht man das eine Ende einer Höhre inWasser und saugt an dem andern, so wird durch Erweiterung desBrustkastens die Luft in der Lunge verdünnt; infolgedesssen breitetsich die im Munde und in der Höhre befindliche Luft nach der Lungezu aus und wird somit selbst verdünnt, verliert also an Spannkraft.Der äUßere Luftdruck, der auf dem Wasser lastet, treibt nun, da erdiese Spannkraft übertrifft, das Wasser in die Höhre hinein, bis- wenn man etwa mit dem Saugen anhält - die Spannkraft derLuft im oberen Teil der Höhre nebst dem Druck der in die Höhreeingedrungenen Wassersäule dem äUßeren Luftdruck gleich ist.Der Stechheber und die (gleich den Büretten -- S. 64) beider chemischen Maßanalyse Verwendung findenden Pi pet t e n(Abb. 57) sind oben und unten offene Gefäße (meist aus Glas), diein der Mitte kugelförmig oder zylindrisch erweitert, am unterenhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig7. 'Wirkungen der Schwerkraft auf luftförmige Körper. 87Ende sehr eng und am oberen Ende nur so weit sind, daß sie mitdem Daumen verschlossen werden können.Taucht man beispielsweise die Pipette Abb. 57 a mit ihremunteren Ende A in Wasser ein und saugt durch das obere Ende 0die Luft aus, so dringt das Wasser infolgedes äUßeren Luftdrucks in die Pipette ein und a b csteigt darin bis zu einem gewissen Punkte (B)empor.Hält man nun das obere Ende (0) zu, sobleibt das Wasser in der Pipette, weil der äUßereAtmosphärendruck es trägt sowie der geringenSpannkraft der über B befindlichen Luft, diedurch das Saugen verdünnt wurde, das Gleichgewichthält. In Blasenform kann die äUßereLuft bei A nicht eindringen. und so das spezifischschwerere Wasser verdrängen, weil dieÖffnung zu klein ist. - Läßt man die Öffnungo wieder frei, so fließt das Wasser bei A ab.Die Pipetten dienen nicht nur - wie derStechheber, der ähnliche Gestalt besitzt wiesie - zum Ausheben von Flüssigkeitsproben,sondern auch zum Abmessen genau bestimmt(jrMengen einer Flüssigkeit ; daher . haben sie: ent-weder einen bestimmten Rauminhalt und dann Abb.57a-c. Pipetten.eine Marke, die dessen obere Grenze bezeichnet(Abb. 57a und b): Vollpipetten, oder sie besitzen eine Volumeinteilung(Abb. 57c): Meßpipetten.Der Saugheb er (Abb. 58) ist eine V-förmig gebogene Röhre mit ungleichlangen Schenkeln, deren kürzerer in eine Flüssigkeit eingetaucht wird,während man an dem längeren saugt. Hat sich der Heber vollständig mitFlüssigkeit gefüllt, so Hießt dieselbe sol an g e aus dem längeren Schenkel aus,bis der kürzere Schenkel nicht mehl' in die Flüssigkeit eintaucht oder bis -für den Fall, daE auch der längere Schenkel in ein Gefäß hineingehalten oderhineingehänRt wird - die Flüssigkeitan beiden Schenkeln auEen gleich hochsteht.Das Ausfließen - das Hinüberbewegender Flüssigkeit von A, über B nachC - erfolgt aus dem Grunde, weil demauf die Flüssigkeit im linken Gefäß wirkendenLufdrnck die kur z e FlüssigkeitssäuleAB, dem auf die Flüssigkeit im rechtenGefäß wirkenden Luftdruck die langeFlüssigkeitssäule BC entgegenwirkt, so daßder übrigbleibende Druck links größer istals rechts - oder links ein überdruck herrscht - und die Flüssigkeit aus demlinken GefäE lJinaustreibt.Als Saugheber kann jeder Kautschukschlauch benutzt werden.Der Zer s t ä u bel' besteht aus zwei in feine Spitzen ausgezogenen Glasröhren,die rechtwinklig zueinander stehen, und zwar so, daß das obel'e ~ pi t.z eEnde der senkrecht stehenden Röhre, die mit ihrem unteren Ende m· emeFlüssigkeit eintaucht, sich vor der Mitte der spitzen Öffnu~g der wagerechtenRöhre befindet; wird nun durch die letztere entweder mIt dem Munde oderhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig1. Wirkungen der Schwerkraft auf luftförmige Körper.mittels eines Kautschukballs Luft oder - be~ den In hai a t ion s 11, pp ara t e n -aus einem kleinen Kessel 'Vasserdampf hmdurchgetrieben, so reißen die be~wegten Gasteilehen aus der senkrechten Röh~'e Luft mit sich fort, so dan diezurückbleibende Luft an Spannkraft verlIert und infolgedessen die Flüssigkeitdurch den au ß e I' 11 alb der senkrechten Röhre auf ihr lastenden Druck indie senkrechte Röhre hineingetrieben wird. Sie steigt bis zur Spitze und wirdhier durch den aus der wagerechten Röhre kommenden Gasstrom mitgerissenund dabei in einen Sprühregen verwandelt.Ausströmungsgescl.~windigk!'lit der Gase. Für die Geschwindigkeit,mit der ein Gas aus der OHnung emes Gefäßes ausströmt, innerhalb dessen eingrößerer Gasdruck als in dem äUßeren Raume herrscht, gelten ähnliche Gesetzewie für die Ausflußgeschwindigkeit der Flüssigkeiten (S. 64).Nur ist zu bedenken,dan bei den Gasen die in Frage kommende Arbeit im allgemeinen nichtdurch die Schwere, sondern durch ihre Spannkmft geleistet wird, sowie daß dieDichtigkeit bei den Gasen nicht wie bei den Flüssigkeiten nur geringen Änderungenunterworfen, sondern der erheblich wechselnden Spannkraft proportional ist.Die Ausströmungsgeschwindigkeit ist nach Formel (1) S. 64:v = v'2gh,worin h die Höhe einer Gassäule (von der Dichtigkeit des ausstrijmenden Gases)bedeutet, die denjenigen Druck oder Druck un ter sch ie d hervorbringen würde,unter we\ehem die Ausströmung geschieht. Mint man den Druck bzw. Druckunterschieddurch die Höhe einer Quecksilbersäule h' und ist das Verhältnis derDichtigkeiten hzw. der spezifischen .Gewichte des Quecksilbers und eies ausströmendenGasos = d' : d, so ist"-=~' und v= ,/2g.h'.d' (1).h' d V dHieraus ergibt sich, daß unter gl e i oh en D ru ck ver h Hit niss en (unelsonst gleichen Umständen) die Ausströmungsgeschwindigkeiteines Gases der Quadratwurzel aus seiner Dichtigkeit (bzw.seinem spezifischen Gewicht) umgekehrt proportional ist.(Graham.)Auf Grund dieses Gesetzes schuf B uns e n eine Methode, nach eier dasspezifische Gewicht eines Gases nach der Gas me n ge bestimmt wird, die ineiner bestimmten Zeit aus einer feinen Öffnung ausströmt.Saugpumpe. Die Einrichtung der Saugpumpe (Abb. f)9) ist folgende:In einen unterirdischen 'Vasserbehälter (den Brunnenkessel) taucht ein nntenoffenes, oben (bei V) mit einem Ve n t i 1 versehenes Rohr ein: das Saugrohr (S).Im vorliegenden Falle ist das Ventil (der einseitige Verschluß einer Üffnung- vgl. S. 78, Blasebalg) ein K 111, P pe n ventil; doch kann es noch in mehrfachenanderen Formen - hauptsächlich als K e g e 1- und als Ku gel ventil -vorkommen. Dem Saugrohr S ist ein zweites Rohr, das Brunnen- oder Pumpenrohr(E) aufgepaßt, da" oben seitwärts ein kleineres Ausflußrohr (A:' trägt. ImBrunnenrohr geht ein dichtschließend81', durchbohrter und oben ebenfalls miteinem Klappenventil versehener Kolben (K) auf und nieder, der durch den aUßenan der Kolbenstange befestigten, einen Hebel darstellenden Brunnen- oder Pumpenschwengel(ES) bewegt wird. Beide Ventile öffnen sich nach oben; das untere heißtBodenventil, das obere, im Kolben befindliche, Kolbenventil. 'Vird der Kolbenin die Höhe bewegt, so wird die Luft unter ihm verdünnt, verliert an Spannkraft,und das 'Vasser dringt, indem sich das Bodenventil öffnet, in das Saugrohrund das Brnnnenrohr ein. Beim Abwärtsbewegen des Kolbens kann dasim Brunnenrohr befindliche 'Vasser nicht zurück, da sich das Bodenventil nachunten schließt; daher begibt es sich, das Kolbenventil emporhebend, durch denKolben hindurch in den oberen Teil des Brunnenrohrs. Bei abermaligem Hebendes Kolbens wird es mitgehoben, da sich das Kolbenventil nach unten schlielit,und flief3t, wenn os jetzt oder bei weiterer Kolbenbewegung an das Ausflußrohrgelangt, durch dieses ab.Druckpumpe. Bei der Druckpumpe (1\bb. 60) ist der Kolben (K) nichtdurchbohrt; dagegen ist in dem nur wenig oberhalb des Bodenvt>ntils (V) vomhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig7. Wirkungen der Schwerkraft auf luftförmige Körper. 89Brunnenrohr (R) sich abzweigenden Ausflul.i- oder Steigrohr (A) ein nach obensich öffnendes Ventil (W) vorhanden. Der Kolben drückt das Wasser in dasSteigrohr hinein, und das genannte Ventil verhindert das 'Vasser am Zurückfliel.ien.In der Fe u er s p ri tz e kommt aufier zwei abwechselnd wirkenden Druckpumpenein W in d k e s seI zur Anwendung, in welchen durch die Pumpen dasAbb. 59. Saugpumpe. Abb. 60. Druckpumpe.'Vl1sser hineingetrieben wird und eine Kompression (Zusammendrückung) derLuft bewirkt. Diese und die mit ihr verbundene Steigerung der Spannkraftder Luft treibt das 'Vasser dann durch ein tief in den ~Windkessel hinabreichendesRohr und einen daran befestigten Schlauch in kräftigem, ununterbrochenem Strahlhinaus. ~Manometer. Zur Messung der Spannkraft eingeschlossenerGase dient das Manometer (Abb.61). Man unterscheidetoffene und geschlossene Manometer:Beide sind U-förmig gebogene Röhren,in denen sich Quecksilber (oder aucheine andere Flüssigkeit) befindet. Ihreiner Schenkel steht in Verbindungmit dem Gefäß, in dem sich das Gasbefindet, dessen Spannkraft gemessenwerden soll. Der andere Schenkel istbeim offenen :l\fanometer offen, beimgeschlossenen geschlossen und (in denmeisten Fällen) mit Luft gefüllt. DieGasspannung ist dann aus dem Unterschiedder Quecksilberhöhen in bei denSchenkeln, vermehrt e n t w e der um Abb. 61. Manometer.den Atmosphärendruck 0 der um dieim umgekehrten Verhältnis zum Volum stehende Spannkraft der abgeschlossenenLuft, ersichtlich.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig90 7. Wirkungen der Schwerkraft auf luftförmige Körper.Bei den Z e i ger man 0 met ern drückt das Gas g'egen die Mitteeiner elastischen Platte, deren Bewegungen durch Vermittlung vonHebeln und Rädern auf einen Zeiger übertragen werden. Diese Artvon Manometern kommt bei großen Drucken zur Verwendung.Volumenometer. Zur Bestimmung der V 0 1 ums - und da mitauch des spezifischen Gewichts (vgl. S. 68 u. f.) - pulverförmigerKörper wird das Volumenometer (oderStereometer), Abb. 62, benutzt. Dasselbe bestehtaus einem Glasgefäß (G), das nach unten in eine mitVolumeinteilung versehene Röhre ausläuft. Der obereRand des Gefäßes ist abgeschliffen und läßt sich durcheine Glasplatte luftdicht verschließen.Die Benutzung erfolgt in der 'VVeise, daE, während dasGefäE G offen ist, die Röhre bis zum Nullpunkt der TeilunO' (0)in ein mit Quecksilber gefülltes Glas eingetaucht wird, ~anndas GefäE durch die Glasplatte verschlossen und der Apparatbi~ zu einer bestimmten Höhe emporgezogen wird. Dabei trittLuft aus G in die Röhre, die Luft wird verdünnt und verliertan Spannkraft; dIe Folge ist, daß der Druck der äuEeren Luftdas Quecksilber in der Röhre emportreibt. Die V olumzunahmeder Luft (von 0 bis zum Quecksilberspiegel in der Röhre) wirdabgelesen. Aus diesem Versuch kann das Volum des GefäEes Gbis zum Teilstrich 0 auf folgende 'V eise berechnet werden:Man bezeidme es mit 1'" die Volumzunahme mit 1'2' die Höhedes Quecksilbers in der Röhre über dem äUßeren Quecksilber-Abb.62. Volumenometer.spiegel mit q und den herrschenden Barometerstand mit E; dannist nach dem Mariotte-Boyleschen Gesetz (S. 80):I!_-:;-'1, worans sich ergibt: v, = ~2 (ß - q) .~+~ n qNun wird der ganze Versuch wiederholt, nachdem man den pnlverförmigenKörper, dessen Volum x bestimmt werden soll, in das Gefäß G gebracht hat_Der Apparat werde wieder bei offenem GefäEeG bis zum Nullpunkt 0 in das Quecksilbereingetaucht und dann, bei verschlossenem GefäEG, so weit emporgehoben, bis die Luft in Gum das Volum V2 zugenommen hat; die Quecksilbersäulein der Röhre sei. diesmal q'. Danngilt :V1-X B-g'(Vj-x)+v2 -Bworans sichergibt: v, -v 2 (E - g')x=Vj--g'-'v (E - g')x = ~-,--, also:qHat man durch dies Verfahren das Volumdes pulverförmigen Körpers ermittelt, so erhältAbb.63. Einstieflige Ventil-Luftpumpe. man sein spezifisches Gewicht, indem man ihnwägt und sein absolutes Gewicht durch dasV olum dividiert (da das spezifische Gewicht ja das Gewicht der Volumeinheitist - S. 68). .Luftpumpe. Von grofier Bedeutung für mancherlei Zwecke istdie 1650 von Otto v. Guericke, Bürgermeister von Magdeburg,http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig7. Wirkungen der Schwerkraft auf Iuftförmige Körpe.r. 91erfundene LJ! tt pu m p e. Sie dient dazu, die Luft in einem abgesperrtenRaum zu ver d ü n n e n (auszupumpen oder zu evakuieren).Einen Raum vollständig luft 1 e e r zu machen, ist nicht möglich.Wir betrachten die Ventilluftpumpe, die Hahnluftpumpe,die Quecksilberluftpumpe und die Wasserluftpu.mpe.Die Ventilluftpumpe (Abb. 63) besteht aus dem Stiefel (S):einem metallenen Zylinder, in welchem sich ein durchbohrterKolben (X) luftdicht auf- und abbewegt, dem Teller (T), demdarauf stehenden Re z i pie n t e n (oder der Luftpumpenglocke, R), unddem Verbindungsrohr (V), welches den Stiefel mit dem Rezipientenverbindet. Sowohl im Kolben wie am Boden des Stiefels istje ein sich nach oben öffnendes Ventil angebracht. (Kolbenventilund Bodenventil.)'Vird der Kolben vom Boden des Stiefels aus emporgezogen, so entstehtunter ihm ein luftleerer (bezw. luftverdünnter) Raum, und die Luftdes Rezipienten drückt bei geöffnetem Hahn Ir das Bodenventil in dieHöhe und strömt in den Stiefel hinein, wobei sie auf einen größerenRaum verteilt und daher ve I' d ü n n t wird; das Kolbenventil bleibtinfolge des Drucks der äUßeren (atmosphärischen) Luft geschlossen.Wird dann der Kolben abwärts bewegt, so wird die unter ihm befindlicheLuft zusammengepreßt, schließt das Bodenventil, öffnet dagegendas Kolbenventil und strömt durch den Kolben hindurch nachaUßen. Zieht man den Kolben wieder empor und so fort, so wirdallemal der Rezipient eines Teils seiner Luft beraubt, und diezurückbleibende Luft wird fortgesetzt verdünnt, bis sie so wenigSpannkraft besitzt, daß sie die Ventile nicht mehr zu öffnen vermag.Dann sperrt man durch Schließung des Hahnes Ir den Rezipienten ab.Eine geeignete Durchbohrung des Hahns ermöglicht nach erfolgtemGebrauch der Pumpe wieder den l

Digitale Bibliothek Braunschweig92 7. Wirkungen der Schwerkraft auf luftförmigeKörper.eine führt von der einen Seite nach hinten zum Verbindungsrohr V (ALb. 64 aund b), die andere von der entgegengesetzten Seite nach vorn zur atmosphärischenLuft; die dritte Durchbohrung verläuft in gerader Richtung zwischen den beidenersten und senkrecht zu ihnen. Liegt der Hahn so, wie Abb. 64a zeigt, wo derals Griff dienende Hebel H sich links befindet, so steht der Rezipient (durch V)mit dem linken .stiefel (L) in Verbindung, zugleich der rechte Stiefel (R) mitder Atmosphäre. In L geht der Kolben in die Hl?he, in R bewegt er sich abwärts.Wird der Hahn um 180 0 herumgedreht, so 1st die Verbindung der Stiefelmit dem Rezipienten und der Atmosphäre (wie Abb. 64 b zeigt) die umgekehrteuud die Kolben bewegen sich entgegengesetzt. Hört man mit dem Auspumpe~der Luft auf, so stellt man den Hahn so, daE der Hebelsenkrecht steht; dann ist der Rezipient verschlossen, unddie beiden Stiefel stehen durch die dritte Durchbohrungmiteina,nder in Verbindung.Bei der zweistiefiigen Hahnluftpumpe wird - abgesehendavon, daE sie doppelt so :'lchnell wirkt wie dieeinstieflige - noch ein besonderer Ubelstaml vermieden,der sich bei dieser findet und darin besteht, daE nachdem Niederdrücken des Kolbens die Bohrung des Hahnsjedesmal mit atmosphärischer Luft gefüllt bleibt, welchesich, wenn der Hahn gedreht und der Kolben wiederemporgezogen wird, im Stiefel ausbreitet. Der mit Luftgefüllte Raum heißt der schädliche Raum.Bei den zweistiefligen Luftpumpen werden dieKolben mittels einer Doppelkurbel oder eines Schwungradesauf- und niederbewegt.Damit der Rezipient luftdicht gegen den Tellerabschließt, wird sein Rand, der ebenso wie der Tellergeschliffen ist, vor dem Gebrauch mit Talg bestrichen.Zur Feststellung der bei einem Luftpumpenversucheingetretenen Verdünnung der Luft dientein an dem Verbindungsrohr angebrachtes Barometer.Die (GeiEIersehe) Quecksilberluftpumpe(Abb. 65) wirkt am vollkommensten vonallen Luftpumpen, weil hier der Kolben durcheine Quecksilbersäule ersetzt ist; da man nämlichdas Quecksilber als Flüssigkeit durch die zurVerwendung kommenden Glashähne hindurchtretenlassen kann, ist die Bildung eines schädlichenAbb.65. Quecksilber- Haums unmö~lich. Die Luftverdünnun~ wird aufLuftpumpe. ~ ~folgende "'\Veise bewirkt:Zwei Glasgefätie (A und B) stehen durch das Glasrohr C und den KautschukschlauchXK miteinander in Verbindung. Das eine derselben (B) ist aneinem Gestell unbeweglich befestigt, während das andere (A) mittels des überdie Rolle R laufenden Gurtes GG und der mit Kurbel versehenen Welle Wauf- und abbewegt werden kann. In heiden Gefäßen befindet sich Quecksilber,welches durch das Glasrohr C und den Kautschukschlauch KK kommuniziert.Das unbewegliche GlasgefäE (B) läuft nach oben in ein kurzes Ansatzrohr aus,das durch den Hahn H 2 verschließbar ist; wenn derselbe geöffnet ist, steht dasGefäß B mit der Atmosphäre in Verbindung. Von diesem Ansatzrohr geht einSeitenrohr Re aus, das zum Rezipienten führt und gleichfalls durch einen Halm(H I ) verschlossen werden kann. Es wird nun, wenn das Auspumpen des Rezipientenvor sich gehen soll, das Gefäß A bei geschlossen.,m Hahn H, und geöffnetemHahn H 2 so weit gehoben, daß das Quecksilber in dem Gefäße Bunddem oben daran befindlichen Ansatzrohr über dem Hahn H I steht und in diehttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig7. 'Wirkungen der Schwerkraft auf luftförmige Körper. 93Bohrung des Hahnes H 2 eingedrungen ist. Hierauf wird der Hahn Hz geschlossen,also die Verbindung des GefäEes B mit der atmosphärisch~n Luftaufgehoben, und das Gefäß A herabgelassen. Da nun das Rohr 0 /60 mmlang ist, vermag der auf dem Quecksilber in A lastende Atmosphärendruck,wenn A seine tiefste Stellung erlangt hat, auEer dem Quecksilber in 0 nichtnoch das in B befindliche Quecksilber zu tragen, und dieses sinkt daher ~usB in das Rohr 0, und in dem GefitEe B selbst entsteht ein Vakuum. WIrdnun der Hahn H , geöffnet, so dringt aus dem Rezipienten Luft in Bein,. unddie Luft des Rezipienten wird verdünnt. Alsdann wird der Hahn H , wIedergeschlossen, das Gefäß A gehoben und der Hahn Hz geöffnet_ Hierdurch wird,wenn das Quecksilber in B, wie zu Anfang des Versuches, bis zum Hahne Hzgestiegen ist, die in B befindliche Luft ausgetrieben. Man schlieEt hi~rauf II,2und verfährt wie zuvor, so daE abermals eine Verdünnung der Luft 1m ReZIpientenbewirkt wird. Da man dies Verfahren beliebig oft wiederholen kanu,gelingt es, die Luftverdünnung aUßerordentlich weit zu treiben.ABAbb. 66. Wasser-Luftpumpe.Die (Bunsensche) Wasserluftpumpe (Abb.66), die in chemischenLaboratorien vielfach zu beschleunigten Filtrationen venvendet wird, beruht inihrer Einrichtung auf demselben Prinzip wie der Zerstäuber und der InhalationsapparateS.87-88), nur daE bei ihr die saugende Wirkung von einem Wasserstrahlstatt von einem Luft- oder Dampfstrahl ausgeübt wird. Sie besteht aus einemweiten Glasrohr (A), das oben verschlossen ist und seitlich ein Ansatzrohr (B)besitzt, durch welches ein Wasserstrom (am besten von einer Wasserleitung) inersteres eintritt und nach -unten abfließt. Durch den Verschluß des Rohres Ageht i!l dieses hinein ein enges Rohr (0), das unterhalb des Ansatzrohres miteiner Öffnung endigt, während sein oberes, gleichfalls offenes Ende mit einerFlasche (D) in Verbindung steht, in die hinein filh'iert wird. In den Kork oderGummistöpsel dieser Flasche ist ein Trichter luftdicht eingesetzt. Fließt nunvon B her vVasser durch das Rohr A, so l'eißt es die darin befindliche Luftmit und übt infolgedessen auf das Rohr 0 und damit auch auf die Flascheeine Saugwirkung aus; die Luft in der Flasche wird verdünnt, und die Flüssigkeitim Trichter wird durch den Atmosphärendruck schneller in die Flaschehineingetrieben.Mit der Luftpumpe können folgendeJ~uftpumpen.Versuche.Hauptversuche angestellt werden:• 1. Das Zersprengen einer Glasplatte, die einen luftleer gepumptenZylinder nach aUßen verschließt, durch den atmosphärischen Luft-http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig94 7. Wirkungen der Schwerkraft auf luftförmige Körper.druck; das Hindurchpressen von Quecksilber durch Buchsbaumholz(Quecksilberregen).2. Die Magdeburger Halbkugeln. Eine aus zwei genau aufeinanderpassenden metallenen Halbkugeln zusammengesetzte Hohlkugel wirdluftleer gepumpt. Zur Trennung der durch den äußeren Luftdruckzusammengepreßten Halbkugeln ist eine aUßerordentlich großeKraft erforderlich. (Otto von Guericke führte diesen Versuch ingroßem Ma!3stabe bei Gelegenheit des Reichstags zu Regensburgi. J. 1654 vor.)3. Das Anschwellen einer schlaff zugebundenen und daher wenigLuft enthaltenden Blase unter dem Rezipienten. (Vgl. S. 78.)4. Das Entweichen absorbierter Gase: Luftbläschen aus "Wasser,Kohlensäure aus Selterwasser und Bier.5. Nachweis des Archimedischen Prinzips (S. 66-67) für Luft.Ein kleiner Wagebalken trägt auf der einen Seite eine Hohlkugelaus Glas, auf der andern Seite ein Metallgewicht von k 1 e in e I' e mVolum als jene, von solcher Schwere, daß im lufterfülltenRaum Gleichgewicht herrscht. Wird der Apparat unter den Rezi ..pienten gebracht und die Luft aus demselben ausgepumpt, sosinkt der Arm des Wagebalkens, an welchem die Glaskugel auf ..gehängt ist: eine Folge davon, daß der Auf tri e b, den die Glaskugelvorher in der Luft erfuhr und der - wegen des größeren Volumsgrößer war als der auf das ]\1etallgewicht ausgeübte Auftrieb, inFortfall kommt.Auf die Wirkung des Auftriebes in der Atmosphäre ist das Aufsteigen derLu f t ballon s zurückzuführen. Die älteste Form derselben (die Mon t goI f i e r e,1783) war mit erwärmter Luft gefüllt, die spezifisch leichter ist als kalte Luft.Die heute gebräuchlichen Luftballons werden mit Leuchtgas gefüllt, die lenkbarenLuftschiffe mit \Vasserstoffgas, welches auch die kleinen, bunten Kinderballonsenthalten; beide genannten Gase sind spezifisch leichter als die atmosphärischeLuft, der Wasserstoff in noch höherem Grade als das Leuchtgas,welch letzteres für die lenkbaren Luftschiffe mit ihren schweren Motoren, Propellernund Gondeln nicht genügend tragfähig ist. Ein Luftballon steigt inder nach oben immer dünner und folglich spezifisch leichter werdenden Luft sohoch empor, bis er schwebt, d. h. bis sein Ge sam t gewicht gleich dem Gewichtder verdrängten Luftmenge ist.6. Der gleich schnelle Fall verschieden schwerer Körper in derFallröhre. (V gl. S. 34.)7. Das Erlösehen brennender Kerzen; Tiere ersticken im luftverdünntenRaum.8. Die Schwächung des Schalls von Glocken, die im luftleer gepumptenRezipienten in Tätigkeit versetzt werden.9. Das Sieden von Flüssigkeiten bei niedrigerer Temperatur alsder gewöhnlichen Siedetemperatur. (Siehe "Wärmelehre", Abschnitt"Änderung des Aggregatzustandes. ")10. Das Gefrieren von Wasser infolge schneller Verdunstungund andauernder Absorption der gebildeten Wasserdämpfe durchkonzentrierte Schwefelsäure; das Gefrieren von Wasser durch dieschnelle Verdunstung von Schwefeläther (das Wasser befindet sichin einem Reagensglase, . das in ein mit Äther gefülltes weiteres Gefäßgestellt ist). (Siehe" Wärmelehre", Abschnitt "Verdunstungskälte etc. ")http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweigß. StOß elastischer Körper und vVellenbewegung. 95Bei der Rohrpo st wird - neben komprimi e rt e~ Luft - die mitte!seiner Luftpumpe verdünnte Luft zur Befördemng von BrIefen verwende~; dIeBriefe befinden sich in kleinen Wagen, die in langen Röhren von StatlOn zuStation geblasen bzw. gesogen werden.Kompressionspumpe. Die Kompressionspumpe ist ein~ umg.ekehrtwirkende Luftpumpe. Ist sie mit Ventilen versehen, so haben d~ese ~le entgegengesetzteRichtung wie bei der V e n ti 11 u f t pu m p e. Ist S18 mit !lah~versehen, so wird dieser bei jedem Kolbenstoße entgegengese,tzt ges~.ellt W.le. b81der H ahn I u f t pu m p e. Am oberen Ende besitzt der Stiefel eme seitlIcheÖffnung, durch die er sich jedesmal von neuem mit Luft füllt, wenn der Kolbenbis über die Offnung emporgezogen wird.Sie wird vor allem zur Kompression und Verflüssigung von Kohlensäuregasbenutzt.Die Radfahr-Luftpumpe ist gleichfalls eine Kom pres sio ns pumpe. Siebesitzt weder Hahn noch Ventil, sondern ist nur ein Hohlzylinder mit darinbeweglichem Kolben. Das Ventil befindet sich an dem Luftreifen oder derPneumatik des Fahrrades. Es besteht aus einem luftdicht in eine Öffnung desReifens eingesetzten Metallröhrchen, das an seinem oberen Ende (behufs Verbindung'mit der Luftpumpe) offen, am unteren Ende geschlossen ist, aber fürden Eintritt der Luft in den Reifen eine seitliche Öffnung besitzt; damit durchdiese die Luft des Reifens nicht wieder ausströmt, ist über das Röhrchen einStück Gummischlauch gestreift. vVird der Kolben abwärts bewegt, so bläht diezusammengepreßte Luft den Gummischlauch auf und tritt durch die seitlicheOffnung des Ventils in den Reifen ein.8. StOß elastischer Körper und Wellenbewegung.StOß elastischer Körper. Wenn eine elastische Kugel auf einer horizontalenUnterlage gegen eine feste Wand gerollt wird, und zwar in sen k­I' e c h tel' R ich tun g zur W a n d, so kehrt die Kugel mit gl e ich e I' Geschwindigkeitin der gleichen (senkrechten) Richtung, nur im entgegengesetztenSinne, zurück. Dieser Vorgang. wird als Re f I e x ion bezeichnet.Wird die Kugel unter einem gewissen spitzen Winkel gegen dievVand gerollt, so bewegt sie sich wiederum mit gleicher Geschwindigkeit undunter dem gleichen Winkel, aber naeh der andern Seite, von der Senkrechtenzur Wand aus gerechnet, zurück. - Den Winkel, den die Bewegungsrichtungder heranrollenden Kugel mit der Senkrechten zur vVand - dem Einfallslote- bildet (Abb. 67, a), nennt man(in Anlehnung an eine Bezeichnung in der Lehre ~:/'~~~~~~~~~~~~vom Licht) den Einfallswinkel; den Winkel, :2den die Bewegungsrichtung der zurückrollendenKugel mit der Senkrechten bildet (Abb. 67, b),nennt man den Ausfallswinkel. - Einfalls-und Aus fallswinkel sind einandergleich.Wird eine elastische Kugel mit einer gewissenGeschwindigkeit gegen eine andere, ihrvöllig gleiche, I' u h end e Ku gel gerollt (so daßdie Stoßrichtung mit der Verbindungslinie der:Mittelpunkte beider Kugeln zusammenfällt - Abb.67. stoß einer elastisehen Kugelzen t r ale I' S t 0 13), so bleibt die erste Kugel gegen eine feste Wand.stehen, und die zweite bewegt sich in derselbenRichtung wie jene und mit der gleichen Geschwindigkeit fort. -Werden zwei gleiche elastische Kugeln mit gleicher Geschwindigkeit zentralgegeneinander gerollt, so prallen sie voneinander· ab und bewegen s~ch mit del'­.selben Geschwindigkeit im entgegengesetzten Sinne zurück. - Ist 1m letzte:enFalle die Geschwindigkeit heider Kugeln verschieden groß, so tauschen b81deihre Geschwindigkeiten miteinander aus.Es läßt sich hiernach sagen, daß stets, wenn eine elastische Kugel inzentralem Stoß auf eine andere, ihr gleiche trifft, ihr Bewegungszustand sichhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig96 8. Stoß elastischer Körper und Wellenbewegung.auf diese überträgt, und umgekehrt, da13 sie den Bewegungszustand der letzterenannimmt.Trifft eine elastische Kugel in zentralem Sto13 auf eine R ei h e gradlinighintereinander liegender, ihr gleicher elastischer Kugeln, so geht ihre Bewegungnach Richtung und Geschwindigkeit durch die ganze Reihe hindurch und wirdauf die letzte, freiliegende Kugel übertragen und von dieser weiter fortgesetzt.(Perkussionsmaschine.)Wellenbewegnng. Wenn das Gleichgewicht einer ruhenden Wasserflächez. B. durch das Hineinwerfen eines Steins, gestört wird, so entstehen kreis~förmige Wellen, die sich von einem Mittelpunkte aus (der Stelle, wo der Steinins Wasser fiel) nach allen Richtungen mit gleichförmiger Geschwindigkeit verbreiten.Jede Welle besteht aus einem Weil e n b erg und einem Weil e n tal.Der Grund für diese Erscheinung ist der, daß die Wasserfläche an der Stellewo der Stein auf sie fällt, einen Sto13 erleidet, der die an dieser Stelle befind~lichen Wasserteilchen hinab drückt und so ein Wellental erzeugt; die an derStelle desselben fehlende Wassermasse begibt sich nach außen und oben, danach S. 62 der auf eine Flüssigkeit ausgeübte Druck sich nach allen Seiten ausbreitet;die umliegenden Wasserteilehen werden daher von jener Wasserrnassenach oben gedrängt, und es entsteht rings um das Wellental ein Wellenberg.Fallen die Wasserteilehen desselben nun, der Schwere folgend, nach aUßen zuherab, so gehen sie - dem Beharrungsgesetz folgend - noch unter denWasserspiegel hinunter, indem sie diesen herabdrücken, und bilden so ein neues,kreisförmig um den Wellenberg verlaufendes Wellental. Die Wasserteilchenfallen nach au 13 e n zu, weil der erste, durch den Stein ausgeübte Stoß sich, wiebemerkt, nach au13en fortpflanzte. Um das zweite Wellental herum entsteht nunauf dieselbe Weise wie um das erste abermals ein Wellenberg usf. Da die Wellennach au13en hin immer grö13er (ausgedehnter, umfangreicher) werden, so nimmtihre Höh e ab.Da nach dem Gesagten jedes Wasserteilchen einesteils entweder nach untenoder nach oben geht, andernteils aber auch seitliche Bewegungen ausführt, soist die Bahn, die tatsächlich von ihm durchlaufen wird, eine krummlinige, entstandennach Ma13gabe des Parallelogramms der Kräfte, und es kehrt jedesTeilchen wieder zu seinem Ausgangspunkte zurück.Die Kurven der Wasserteilchen liegen in lotrechten Ebenen. Sie sind inAbb. 68 bei A, Bund C dargestellt. Nach unten zu von der Oberfläche desAbb. 68.Wellenbewegung.Wassers aus werden die KUl'venflacher (Abb. 68, B), und die tiefsten sich nochbewegenden vVasserteilchen schwingen geradlinig (in horizontaler Richtung) hinund her.An der vom ersten Wellental nach außen zu von Wellenberg zu Wellenbergund durch alle Wellentäler hindurch fortschreitenden Bewegung derWellen nehmen die einzelnen Wasserteilehen (nach dem Gesagten) nicht teil.Man kann dies leicht daran erkennen, da13 Holzstücke, die man auf das Wasserwirft, nicht mit fortschwimmen, sondern nur abwechselnd gehoben werden odersich senken, je nachdem, ob ein Wellenberg oder ein Wellental unter ihnendahingeht. Der Eindruck des Fortschreitens einer jeden einzelnenWelle entsteht lediglich durch die Fortpflanzung des Bewegungszustandesauf die Weise, da13 alle in der Richtung eines Wellenradius oder Wellenstrahlsaufeinander folgenden Teilchen der Reihe nach die gleiche Bewegung machen.Wie durch. einen Steinwurf, so entsteht auch durch einen Ruderschlag oderden Druck des Windes auf die Wasseroberfläche eine 'Vellenbewegung. Imletzteren Falle sind die Wellenberge und Wellentäler nicht kreisförmig, sondernlanggestreckt, senkrecht zur 'Vindrichtung. Auch ein Schiff, z. B. ein Dampfer,http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig8. Stoß elastischer Körper und 'Vellenbew\lgung. 97der das Wasser onrchfurcht, erzeugt 'Vellen, die schräg nach hinten gerichtetsind, weil der sie hervorrufende Vorderteil (Kiel) des Schiffes sich nach vornfortbewegt.Das Überstürzen der 'Vellen (zumal der :\feereswellen) und die infol~'edessenauftretende BildunO" der Sc hau m k ö p fe der VV e 11 e n erklärt slChdaraus, da1.i bei anhaltendem, starkem \Vinddruck ein schräg aufsteigenderWellenberg vor dem Winde her entsteht, auf dem von neuem 'Vasserteilchen,vom Winde emporgedrückt, sich aufwärts bewegen, und zwar mit grö1.iererGeschwindigkeit als die unteren, da sie einmal von diesen mit fortgeführt werden,also deren Geschwindigkeit annehmen und sodann von der Kraft des vVindesnoch eine besondere Geschwindigkeit zuerteilt bekommen. (V gl. die Stufenbahn,wie sie z. B. auf oer Berliner Gewerbeausstellung im Jahre 1896 zu sehen war.)Wenn nun die Geschwindigkeit der obersten Wasserteilehen so gro1.i ist, daHdieselben ein Stück weit über die untersten Wasserteilehen hinausgetriebenwerden, so schie1.ien sie, der Schwere folgend, im Bogen nach unten und bilden,sich voneinander trennend und übereinander hinstürzend, eine (nach S. 21) weil.ierscheinende Schaummasse.Dieser bogenförmige Verlauf kommt. zustande, wie stets drehende Bewegungenoder Rotationen zustande kommen, wenn sich zwei Flüssigkeiten oderLuftmassen mit verschiedener Geschwindigkeit aneinander hinbewegen und dieei ne Flüssigkeit oder Luftmasse mit ihrem vorderen Ende das vordere Endeder anderen überholt. Beispiel: die gewöhnlichen Luftwirbel und die Wirbelwindeoder vVirbelstürme.Eine Re f 1 ex ion der 'V eIl e n findet statt, wenn dieselben auf eine festeWand, z. B. den Uferrand, treffen. Es kommen dabei die über die Reflexionbeim Sto1.i elastischer Körper oben mitgAteilten Geset.ze zur Geltung.Bei Wellenbewegungen, die - statt im 'V ass er - in elastischen Körpern(z. B. in Luft) stattfinden, ist statt der Schwere die Elastizität wirksam.Die Breite eines 'Vellenberges und eines Wellentales zusammengenommenoder, was dasselbe ist, die Strecke, um welche sich die Schwingungsbewegungfortpflanzt, während ein ViVasserteilchen eine Schwingung vollendet, wird vVe 11 eu­J..äJl.g e genannt. Der Abstand der grö1.iten Ausweichung eines schwingendenWasserteilehens (also seiner grö1.iten Höhe oder seiner grönten Tiefe) von derGleichgewichtslage oder dem Niveau heint Schwingungsweite oder Oszil-1 a tio n s- Am pli tud e. (V gl. S. 51;.) Als Fo rtpf 1 anz ungs g esch windigkeitwird die Geschwindigkeit bezeichnet, mit welcher sich die Schwingungeines Teilchens auf die der Reihe nach folgenden fortpflanzt, d. h. also der Weg,nm den die schwingende Bewegung in der Zeiteinheit vorrückt. DieGesdnvindigkeit der Bewegung der einzelnen Teilchen innerhalb der vonihnen durchlaufenen Kurven, also die in einer Zeiteinheit durchlaufene Kurvenstrecke(die übrigens mehrere ganze Kurven betragen kann), hei1.it S eh win gungsoderOszillationsgesehwindigkeit; dieselbe ist umgekehrt proportionalder Z.eitd~lHlr e~ner ganzen Schwingung, d. h. der Schwingungsdauer;denn Je klemer dle Schwingungsdauer, desto größer in der Zeiteinheit diedurchlaufene Kurvenstrecke. Ebenfalls umgekehrt proportional der Schwingungsdauer(alsu direkt proportional der Oszillationsgeschwindigkeit) ist dieSchwingungszahl, die Anzahl der Schwingungen in einer Zeiteinheit. -Irgend ein bestimmter Bewegungszustand eines schwingenden Teilchens in n e r­haI b einer Schwingung (d. h. die S tell u n g des Teilchens zur Gleichgewichtslageunter Berücksichtigung seiner augenblicklichen B ewe gun gs r ich t un g)hei1.it S eh w i n gu ng s p h as e; als Ph a s end i Her e nz wird der Bruchteil derSehwingungsdauer bezeichnet, der zwischen zwei bestimmten Phasen verflie1.it.Zwei Teilchen, welche um eine 'Vellenlänge voneinander entferntsind, befinden sie}! in gl ei eher Sc h w ingung s p h as e, zwei Teilchen, derenAbstand gleich einer haI ben Wellenlänge ist, in e n tg eg enges e tz te rSchwingungsphase.Nehmen wir an, daß ein schwingendes Teilchen in einer Zeiteinheit nSchwingungen vollführt (Schwingungszahl also = n), so hat sich in. dieser Zeitdie Wellenbewegung auf" hintereinander liegende benachbarte TeIlchen übertragen,weil das schwingende Teilchen n mal herum- und wieder in die gleicheSchule der Pharmazie. 111. 4. Aufl. 7http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig8. Stoß elastischer Körper und Wellenbewegung.Lage gekommen ist; somit ist die vVellenbewegung, da jedes Teilchen sie umeine . Wellenlänge vorwärts bringt, im. g~nze~ um "11: v': elle~längen weiter fortgeschntten;Der Weg aber, um den S18 l~ ell:er Z81~emheIt vorgerückt ist, wirdandrerseits als FortpflanzungsgeschwmdlgkeIt bezelChnet. Folglich ist dieFortpflanzungsgeschwindigke.i t (a) gleich dem Produkt aus dervVellenlänge (,1,) mal der Schwlngungszahl (n); Formel:a=n.A (1)derHiernach ist: (2)Da nach dem oben Gesagten die Schwingungszahl umgekehrtSchwingungsdauer (t) ist, also:so folgt auch:n=l oder: t=! 3)t n ( ,,1,a=- t(4).proportionalFerner ist die Zeit, in welcher die vVellenbewegung um eine·Wellenlänge fortschreitet, gleich der Schwingungsdauer. Dies,ergibt sich schon aus der Definition der Wellenlänge (also derjenigen Strecke,.um welche die Wellenbewegung sich fortpflanzt, w ä hr end ein schwingendesTeilchen eine Schwingung vollendet); ebenso aber folgt es aus Formel (4), dennwenn die Wellenbewegung in einer Zeiteinheit den Weg a zurücklegt, durchläuftsie in der Zeit t (der Schwingungsdauer, die gewöhnlich ein Bruchteil derZeiteinheit ist) den vVeg a. t; dieser Ausdruck aber ist nach Formel (4) = A.Kombinierte Wellen. vVenn IvYasser nicht einmal, z. B. durch einenSteinwurf, erschüttert wird, sondern auf dasselbe in regelmäßigen Zwischenräumenan derselben Stelle Schläge ausgeführt werden, so geht eine da u ern d evVellenbewegung von dem Erschütterungsmittelpunkt nach aUßeu, wobei Welleauf Welle einander folgen und an Stelle eines jeden vVellenberges zwisehen demErscheinen der Welle, weleher derselbe angehörte, und der nächsten 'Yelle einvVellental auftritt. Also findet an jedem Punkte innerhalb des Bereiches derWellenbewegung ein a bwe eh s elnd e s Auf- und Niederwogen (um eine mittlereGleiehgewichtslage) statt. Derartig ist der Vorgang, wenn die Ersehütterungenin Zwischenräumen oder lntervallen aufeinander folgen, die der Sehwingungsdauergleich sind. Andernfalls und desgleichen, wenn anfangs gleichzeitigzwei ver se h i e den art i ge Ersehütterungen (Erschütterungen mit verschiedenerSehwingungsdauer der entstehenden Wellen) auf das Wasser (und ebenso aufeinen elastischen Körper) aU!'lgeübt wurden, kom bin i e l' e n sie h die entstehendenWellen auf dem 'Yege der (geometrischen) Addition oder Subtraktion, d. h.:Abb. 69.Kombinierte Wellen.es erhöht ein vYellenberg der einen (kleineren) Welle den Wellenberg der andern(größeren) Welle, mit dem er zusammentrifft, ebenso vertieft ein vVellental dereinen Welle das Wellental der andern Welle, mit dem es zusammentrifft, währendein Wellental der einen Welle den 'IV ellen be r g der andern, mit dem eszusammentrifft, erniedrigt, und ein 'Yellenberg der einen Welle das Wellentalder andern, mit dem er zusammentrifft, v e rf 1 ach t. Abb. 69 a stellt dieKombination zweier gleichzeitig ausgelöster vVellenbewegungen dar, deren eine(mit 2 bezeichnete) die halbe vVellenlänge der andern (1), also - bei gleicherFortpflanzungsgeschwindigkeit - auch die halbe Schwingungsdauer (vgl. Formel 4http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig8. Stoß elastischer Körper und vVellenbewegung. 99S. 98), besitzt. Die e n t s t ehe nd e - kombinierte - Wellenbewegung gibt diestärker gezeichnete Kurve 3 wieder. In Abb. 69 b ist die 'Vellenlänge dereinen 'Vellenbewegung (2) = '/a derjenigen der andern (1). Kombinierte Kurve: 3.Es entstehen auf diese Art der Kombination von Wellen, die als Übe r -einanderlagerung kleiner Bewegungen (superposition des petits mouvements)bezeichnet wird, sehr verschiedenartige, oft äUßerst komplizierte WeIl e n­formen oder 'Vellenkurven. Die Wellenform einfacher 'Vellen kanne ben fall s verschieden sein, je nach der Art der K rü m m u ng, welche dieWellenberge und Wellentäler besitzen.Stehende Wellen. Die Wasserwellen, wie wir sie beschrieben haben, gehörenzu den forJ;.sJ~hreitenden Wellen. Von diesen sind die stehenden\V e 11 e n zu unterscheli:I~m. Dieselben lassen sich z. B. erzeugen, wenn man eingespanntes Seil, dessen eines Ende befestigt ist, an dem andern Ende fortgesetztgleichmäßig auf- und niederschwingt. Dann bildet sich bei jeder Bewegungeine Welle, welche auf dem Seile fortschreitet, während ihr eine anderefolgt; an dem festen Ende des Seiles angelangt, werden die Wellen reflektiertund laufen nun zurück, den an kom m end e n Wellen entgegen, mit denen siesich kombinieren. Erfolgen nun die Bewegungen des losen Seil-Endes in solchenIntervallen, daE, wenn ein Wellenberg am festen Seil-Ende anlangt, dort gleichzei t i g ein Wellenberg re fl e k t i e r t wir d usf., so gerät das ganze Seil ineine schlängelnde Bewegung, bei der gewisse Punkte des Seiles völlig in Ruhebleiben - sie heißen Schwingungsknoten (Abb. 70, K) -, während diedazwischen liegenden Abschnitte des Seiles - die Sc h w in gun g s b ä u ehe -in der Reihe, wie sie aufeinander folgen, entgegengesetzte Schwingungszuständezeigen (in entgegengesetzter Richtung ausschlagen).Die Schwingungsdauer und Wellenlänge stehender Wellen stimmt mit derjenigender fortschreitenden 'Velle, aus der sie hervorgegangen sind, überein.Die Entfernung je zweier benachbarter Schwingungsknoten beträgt eine halbeWellenlänge. (Abb. 70: ~-)Schwingungs-Arten. Die Schwingungen, in welche elastische Körper versetztwerden können, sind - je nach der Schwingungsrichtung - von dreierleiArt: LOllgitudinalschwingungen, Trallsversalschwillgungen und Torsionsschwingungen.Longitudinalschwingungen führt ein elastischer Körper aus,wenn die Schwingungsrichtung seiner Teile mit seiner Längsrichtung übereinstim~t(Beispiele: siehe im folgenden Kapitel, S. 100 und 104); transversalschwmgt der Körper, wenn die Schwingungsrichtung zu seiner Längsrichtungsenkrecht verläuft (Beispiele: die Seilwellen, S. 103-104, und die Atherwellendes Lichts); und von 'l'orsionsschwingungen spricht man, wenn die Teiledes Körpers drehende Bewegungen um seine Längsachse ausführen, wie esz. B. geschieht, wenn man mit dem befeuchteten Finger auf dem Rande eines'Veinglases herumfährt; alsdann zerlegt sich die Masse des Glases in Längsstreifen,welche bzw. deren Moleküle Torsionsschwingungen ausführen. - Alledrei Arten von Schwingungen können sowohl in Form von fortschreitenden wievon stehenden Wellen auftreten.Interferenz uud Beugung. DurchkI'euzen sich zwei gleichartige Wellensysteme,so entsteht, wie es schon aus dem über kombinierte Wellen Gesagtenhervorgeht, da, wo zwei VI' ellenberge zusammentreffen, ein Berg von d.oppeltel'Höhe, wo zwei Wellentäler zusammentreffen, ein Tal von doppelter T18fe; woein Wellenberg des einen Systems mit einem Wellental des andern zusammentrifft,heben beide einander auf, und das ursprüngliche Gleichgewicht wird nichtgestört (auf einer vVasserfläche bildet sich daselbst eine ruhende ebene Fläche).7*http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig100 9. Die Lehre vom Schall.Diese ganze Erscheinung wird mit dem Namen der In tel' fe renz der ';V ellensystemebezeichnet.Trifft ein Wellensystem auf eine W an~, in der sich eine Offnung befindet,so. geht der mittlere Teil der Welle ungehmdert hindurch; an den Seiten derÖffnung aber entsteht eine Stauung, und beim AbflUß derselben nach aUßentreten neue vVellensysteme auf, welche die Entstehung von [nterferenzen bewirken.Diese Verbreiterung des Wellensystems heißt Beu·gung. (VO'l. Kap. 10Abschnitt: "Interferenz des Lichtes; Beugung oder Diffraktion".) '" ,9. Die Lehre vom ScltaU.(Akustik.)Entstehung und Natur des Schalls. Ein S eh all entsteht durchdie Erschütterung eines Körpers.Beispiele: AufschlagAn eines Hammers auf einen Amboß; Anreißen einergespannten Geigensaite mit dem Finger. - Schlag eines Ruders ins Wasser;Fallen der Regentropfen auf eine 'Vasseroberfläche. - Peitschenknall, Zusammenschlagender. Hände; Blasen über das offene Ende einer Glasröhre oder einesHohlschlüssels.Durch die Bewegungen eines schallenden Körpers werden Wellenbewegungenin der Luft, die ein elastischer Körper ist, erzeugt: dieSc hall w e 11 e n, welche nach allen Seiten fortschreiten und in abwechselndenVerdiehtungen und Verdünnungen der Luft bestehen.Sie sind Longitudinalwellen. Die Luftverdichtungen entsprechen den I.Wellenbergen , die Luftverdünnungen den Wellentälern bei derWasserbewegung. Der Schall wird aber nicht nur durch die Luftund luftförmige Körper, sondern auch durch flüssige und feste Körpergeleitet, und zwar am besten durch elastische und durchweg gleichartigefeste Körper.Poröse Körper dämpfen den Schall, und zwar vor allem deshalb,weil sie nicht durchweg gleichartig sind (z. B. Portieren, Filz-Unterlagenunter Nähmaschinen usw.). Ein luftleerer Raum leitet denSchall nicht. (Vgl. S. 94, Luftpumpen-Versuch NI'. 8.)i l!'ortpftanzungsgeschwindigkeit und Intensität des Schalls. Die\ Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Schalls beträgt in der Luft bei 0°I 'Wärme rund 330 m in der Sekunde. CA I' a g 0 und Ale x a nd e rIv. Humboldt, 1822.) Mit steigender Temperatur nimmt die Geschwindigkeitzu.Die S t ä r k e oder In t e n si t ä t des Schalls nimmt mit zunehmenderEntfernung von dem Orte der Entstehung ab, und zwar imquadratischen Verhältnis der Entfernung, so daß z. B. einSchall in d 0 P P e I tel' Entfernung nur noch in Vi e r tel stärke ver-: nommen wird, in d I' ei fa c her Entfernung in Neu n te 1 stärke usf.Dies kommt daher, daß der Schall sich von dem Orte seiner Entstehungaus nach allen Seiten, also kugelförmig ausbreitet. Da die Oberfläche einerKugel mit dem Radius r aber = 4r' n ist, also dem Quadrat des Radius proportionalist, so hat eine Kugel mit n mal so großem Radius eine n 2 mal so großeOberfläche, und der gl eie he Schall mUß, wenn er sich auf diese Oberfläche verteilt,an jedem Punkte nur n\- so stark sein als an jedem Punkte der Kugel mithttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig9. Die Lehre vom Schall. 101dem Radius T. Die Schall stärke ist also umgekehrt proportional dem Quadratdes Radius der Ausbreitung oder dem Quadrat der Entfernung.Reftexion der Schallwellen. Treffen die Schallwellen auf dieOberfläche eines festen oder flüssigen Körpers, so werden sie, entsprechendden Entwicklungen im vorigen Kapitel, reflektiert. Durchdiese Heflexion entsteht entweder eine bloße Ver s t ä I' k u u g' desSchalls oder ein Na c h hall oder ein W i der hall (Echo).Der \V i der hall - die von dem ursprünglichen Schall deutlich getrennteWiederholung desselben - tritt dann auf, wenn die reflektierende Wand, gegendie man ruft, singt u. dgl., mindestens 19 m entfernt ist. Da nämlich dasmenschliche Ohr in 1 Sekunde nicht mehr als 8 bis 10 oder im Mittel: 9 nacheinanderertönende Silben zu unterscheiden imstande ist, so gehört zur Wahrnehmungeiner Silbe '/9 Sekunde Zeit. Hat man daher eine Silbe gerufen, sodarf sie frühestens nach Verlauf von '/9 Sekunde als Wiederholung wieder anunser Ohr gelangen, wenn sie gesondert von der ersten wahrgenommen werdensoll. In 1/9 Sekunde legt aber der Schall 330 : 9 = ca. 37 m zurück. Da er sich nunzur reflektierenden Wand hin- nnd wieder zurückbeweot, mUß diese37 b2 = 181/2 oder rund 19 m - oder darüber - entfernt sein, damit er nicht zufrüh zu unserm Ohre zUliickgelangt.Ist die reflektierende \Vand weniger als 19 m weit eiltfernt, so fällt derzurückgeworfene Schall mit. dem ursprünglichen te i I w eis e zusammeu, und esentsteht der Nachhall. Dies geschieht z. B. in Gewölben, Kirchen, großenSälen, besonders wenn sie leer sind. Personen oder Möbel, die sich in einemRaum befinden, desgl. Säulen, Vorsprünge, Bilder, Fahnen usw. nehmen demNachhall die Regelmäßigkeit und heben dadurch die störende Wirkung auf.In kleineren Räumen (Zimmern usw.) wird der zurückgeworfene Schall mitdem ursprünglichen zugleich gehört, l.md es findet nur eine Verst ärkung desletzteren statt.Auf der Zurückwerfung des SchaUs (im Innern der Apparate),wodurch der Schall gewissermal.ien zusammengehalten wird, beruhtdie Einrichtung des in die Wände eines Hauses eingemauertenKommunikations- oder Schallrohrs, des Sprachrohrs unddes Hörrohrs; ~,n ähnlicher Weise beruht auch die Wirkung dersog. Flüstergewölbe auf Schallreflexion.Ton und Geräusch. W" enn mehrere einfache Schalle selmellaufeinander folgen, so stellen sie sich dem Ohre als etwas Zusammenhängendesdar: sie bilden einen zusammengesetzten Schall.Sind die Bestandteile eines solchen von gl eicher Beschaffenheitund folgen sie schnell und in gleichen Zwischenräumenaufeinander, so bilden sie einen Ton und sind von der Art derSchwingungen. Ein unI' e gel m ä ß i g zusammengesetzter Schall heißtein Geräusch. (Knarren, Rasseln, Plätschern, Rauschen usw.)An einem Ton unterscheidet man 1. die Höhe, 2. die Stärke oderIntensität und 3. die Klangfarbe.Tonhöhe. .Je größer die Schwingungszahl eines Tones ist, destoh ö her ist er. Dies kann an einer Sir e n e ermittelt werden. Dieeine Art der Sirenen, die Zahnsirenen (Savart) sind Zahnräder,die .man in schnelle Umdrehung versetzen kann und gegen derenZähne man ein elastisches Kartenblättchen oder dergleichen hält.Je schneller man dreht oder je mehr Zähne das Zahnrad hat, destohttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig102 9. Die Lehre vom Schall.höher ist der Ton, den es gibt. Bei der andern Art der Sirenen,den Lochsirenen (Rohert Hooke, verbessert von Cagniardde la Tour, 1819) wird ein Luft- oder Dampfstrom gegen eine rotierendeScheibe geblasen, die eine oder mehrere kreisförmig angeordneteReihen von Löchern besitzt. Indem hier der Luftstrom abwechselnddurch ein Loch hindurchtritt oder durch die Fläche der Scheibe aufgehaltenwird, entstehen Stöße oder Erschütterungen der Luft, diebei schneller Aufeinanderfolge einen Ton geben, der um so höherist, je mehr Löcher in der gleichen Zeit an dem Luftstrom vorübergehen..Wenn man bei einer Lochsirene die Löcherzahl einer Lochreihesowie die Zahl der Umdrehungen, die die Sirene in einer Sekundebei der Hervorbringung eines bestimmten Tones macht, feststellt, soergibt sich die Schwingungszahl dieses Tones gleich dem Produktaus der Löcherzahl mal der Zahl der Umdrehungen.Während die Schwingungszahl höherer Töne, wie erwähnt,größer ist als diejenige tieferer Töne, ist umgekehrt sowohl dieSchwingungsdauer wie auch die Wellenlänge höherer Tönekleiner als diejenige tieferer Töne, denn nach Formel (3) S. 98 istdie Schwingungsdauer, nach Formel (2) S. 98 die Wellenlänge umgekehrtporportional der Schwingungszahl.Wenn sich eine Schallquelle während der Ausbreitung des Schallsdem Hörenden nähert oder von ihm entfernt, der bis zu ihm zurück·zulegende Weg also kleiner oder größer wird, so müssen die Schallwellendas Ohr in raschere!' oder langsamerer Folge treffen, so daßs i c lJ bei d e l' A n näh e I' u n g der Ton e r h ö h t, bei der E n t­fernung erniedrigt (Dopplersches Prinzip, 1842). Diese Erscheinungläßt sich an dem Ton der Pfeife einer vorüberfahrendenLokomotive deutlich beobachten.Die Schwinguugszahl des tiefsten hörbaren Tones (in der Sekunde)ist 14 (Wellenlänge 24 m), die des höchsten hörq,aren Tones 40000(Wellenlänge 8 mm). Der tiefste in der 1\1 u s i k gebräuchliche Ton(das Subcontra-C) hat zur Schwingungszahl 16, genauer 16,165(Wellenlänge 20 m), der höchste musikalische Ton (das 5 mal gestrichenec) hat zur Schwingungszahl 4138 = 2 8 mal 16,165. Dersogenannte Kam m e I' ton a', den die gewöhnlichen Stimmgabelnangeben, hat die Schwingungszahl 435 (Wellenlänge 0,78 m). DieSchwingungen, von denen hier die Rede ist, entsprechen - mit denPendel schwingungen, S. 58, verglichen - je einer Doppelschwingung; in ]

Digitale Bibliothek Braunschweig9. Die Lehre vom Schall. 103Die Verhältnisse der Schwingungszahlen (die p.hysik3ilischen Intervalle)zwischen je zwei aufeinander folgenden Tönen smd hIernach:I . II III IV V VI VII VIII9 10 16 9 10 ~) 168 9 15 ~f9 -8 15 'd. h.: Es ist die Schwingungszahl der Sekunde ~ mal so groß als die der Prime,die Schwingungszahl der Terz ~90 mal so groß als die der Sekunde U8W.Die Intervalle -~- und ~9Q sind einander ziemlich gleich, das Intervall ~~dagegen ist beträchtlich kleiner; man bezeichnet es daher als einen halben Ton(bzw. ein halbes 'l'onintervall), während die beiden ersten Intervalle als ganzeTöne gelten.Obige ZusammenstellLmg von acht Tönen, Tonleiter genannt, besteht daheraus zwei Hälften, deren jede zwei ganze und einen halben Ton umfal.it, währendbeide voneinander durch einen ganzen Ton getrennt sind:I II III IV V VI VII VIII1 1 1 1Sie heifit dia ton i s ehe Tonleiter.Die ehr 0 m a ti s c h e Tonleiter enthält zwischen den ganzen Tönen nochhalbe, so daI3 sie dur c h weg nach halben Tönen fortschreitet.Tonarten; Dur und lUoll. Man unterscheidet die Dur- und die Moll­Tonart; die Dur-Tonart enthält die grofie Terz (die dritte Stufe in diatonischerFolge, die von der Sekunde, der zweiten Stufe, um einen ganzen Ton fortschreitet),die Moll-Tonart enthält die kleine 'rerz (die von der Sekunde umeinen halben Ton fortschreitet). Die Na m e n Dur und Moll schreiben sich vondem vorgesetzten eckigen, harten B (1-., ~, durum = hart) und von demrunden, weichen B (P, molle = weich)her.lUusikalische TemperatUl'. 'Venden wir die in der Musik üblichenBuchstabenzeichen für die oben mit ihren Intervallen dargestellten Tönean, nämlich: c d e f g a h c, so ergibt sich ans der Ver s chi e den h ei tder ga II zen Tön e (Intervall = ~ un d =1 9 0), daß eine z. B. auf d aufgebauteTonleiter nicht denselben Charakter haben kann wie die auf c aufgebaute;denn die Sekunde von d müI3te ~ mal so viel Schwingungen haben als d, währenddas auf d folgende e nur ~() mal so viel Schwingungen als d besitzt. Diese- streng richtige - Sekunde müfite also neben e als dicht bei ihm stehender(etwas höherer) Ton eingeschoben werden. Und so in weiteren Fällen desgleichen.Da dies bei Instrumenten mit festen Tönen (z. B. dem KlaYier) nichtangängig ist, weil es nicht soviel Tasten haben kann, wie hierzu erforderlichwären, so werden bei diesen Instrumenten die Tonstufen sämtlich einandergleichgemacht, indem eine mittlere Zahl gewählt wird, mit der man die Schwingnngszahleines '1'ones multipliziert, um den folgenden Ton zu erhalten. DieseArt der Stimmung wird gleich sch web en dem u si kalisehe Temp er.aturgenannt; auf Streichinstrumenten läßt sich jedoch mit reiner Stimmung spIelen.lUusikinstrumente. Zur Hervorbringung musikalischer Töne dienen:1. die Saiteninstrumente (Geige oder Violine, Bratsche oder Vi~la,Violoncello oder Cello, BaI3, Mandoline, Gitarre, Zither, Cymbal, Harfe, Kla,:"ler,Pianoforte oder Piano usw.)'). Bei ihnen wird der Ton durch Transversalschwmg-J) Die Bezeichnungen dieser Musikinstrumente stammen grOßenteils aus demItalienischen. Violine = kleine Viola (italienisch: violino). Von "viola dabraccio" (deutseh: Armgeige) kommt das "Vort Bratsche. Das Violoncellohttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig104 9. Die Lehre vom Schall.ungen der teils angestrichenen, teils angerissenen oder gezupften, teils angeschlagenenSaiten erzeugt. Die Höhe des Tons ist abhängig von der Länge, der Dickeund Dichtigkeit (dem spezifischen Gewicht) und der Spannung der Saiten. Beigleichbleibender Dicke, Dichtigkeit und Spannung yerhalten.sich die Schwingungszahlen der Töne umgekehrt wie die Saiten-I ä n gen. Je kürzer also eine Saite, desto höher der Ton. (Diese Tatsachesowie die Verhältnisse der Saitenlängen für die Töne der Tonleiter die nachdem eben Gesagten die umgekehrten wie die a. S.102 angegebenen Scl;wingungs.zahl-Verhältnisse sind, stellte bereits Pythagoras, 582-507 v. ehr., fest.)Bei gleichbleibender Länge ist der Ton, den eine Saite gibt, um so höher, jedünner, je spezifisch leichter und je stärker gespannt sie ist.Diese Beziehungen erklären sich so, daß eine Saite bei gleicher Spannung,also gleicher elastischer Kraft, mit welcher sie nach dem Anreißen etc.in die Gleichgewichtslage zurückkehrt, um so schneller schwingen muß, je geringerihre Masse, d. h. also ihre Länge oder ihre Dicke und Dichtigkeit ist;stärkere Spannung andrerseits erhöht die elastische Kraft und damit ebenfallsdie Geschwindigkeit, mit der die Kraft die Masse der Saite in Bewegung setzt.2. Die S ch ei ben - 0 der FI ä c h enin s tr um en t e (Becken, Glocke,Trommel, Pauke usw.). Bei ihnen schwingen Platten oder Häute (Felle, Membranen),sei es als Ganzes oder in mehreren schwingenden Abteilungen, welchedurch Knotenlinien voneinander abgegrenzt sind. (Die sog. ChladnischenKlangfiguren entstehen, wenn man auf an einer Stelle befestigte Glasplattenfeinen Sand oder dgl. streut und sie dann am Rande mit einem Violinbogenanstreicht. )3. Die Blasinstrumen·te (offene und gedeckte Lippenpfeife, Flöte,Trompete, Posaune nsw.). Der Ton entsteht durch Longitudinal-Schwingungender in den Instrumenten befindlichen Luft, über die man hin weg - oder in dieman einen schmalen Luftstrom hin ein bläst. - Die 'lVeIlenlänge des Toneseiner gedeckten Pfeife ist das Vierfache ihrer Länge; eine offene Pfeife gibtdie Oktave des Tones einer gleich langen gedeckten Pfeife und denselben Tonwie eine halb so lange gedeckte Pfeife (vorausgesetzt, daß der Querschnitt derPfeifenrohre derselbe ist).Eine besondere Art von Blasin6trumenten sind die Zu n gen wer k e (Klarinette,Oboe, Fagott und die Zungenpfeifen der Orgel, welch letztere aber auchLippenpfeifen besitzt.) Bei ihnen wird die Luft durch die Schwingungen elastischerPlättchen zum Tönen gebracht. -- Den Zungenpfeifen ähnlich ist dasmenschliche Stimmorgan: die Stimmbänder oder Stimmlippen des Kehlkopfeswerden durch einen Luftstrom in tönende Schwingungen versetzt.4. Die kli nge nd en Ins tru me n te oder Stabinstrnmente (Stimmgabel,Triangel, Zinken der Spieldose usw.), bei denen elastische Stäbe Transversalschwingungenausführen.Tonstärke und Klangfarbe. Die S t ä r k e oder In t e n si t ä teines Tones ist von der Schwingungsweite oder Amplitude abhängig.Die K 1 a n g fa I' be erhält ein Ton durch eine Reihe von 0 b e r­tön e n, die sich dem Grundton beigesellen und dadurch entstehen,daß die schwingenden Körper, welche den Ton hervorbringen (z. B.eine Geigensaite), nicht nur als Ganzes schwingen, sondern sich z u­gl e ich in kleinere schwingende Abschnitte zerlegen, die durch in(= kleiner Violone) ist aus der älteren Instrumentenform der Viola da gamba(Beingeige) hervorgegangen. Das Wort Baß kommt von basso (tief) her.Mandoline ist der Name eines italienischen Instruments, der sich wahrscheinlichaus seiner mandelähnlichen Gestalt erklärt (die Mandel italienisch = mandola).Die Namen Gitarre und Zither stammen aus dem griechisch-lateinischen"citham", Cymbal ist das lateinische "cymbalnm". Die Lyra oder Leier. derz. B. Apoll und die Sänger des griechischen Altertums Töne entlockten, ist einaus der Mode gekommenes Instrument. Piano = leIse, furte = stark.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig9. Die Lehre vom Schall. 105verhältnismäßiger Ruhe befindliche Knoten getrennt sind. DieSchwingungszahlen der Obertöne sind Vielfache der Schwingungszahldes Grundtons. Die Wellen der Obertöne kom bin i er e n sichmit denen des Grundtons, so daß ein Grundton je nach den ihn begleitendenObertönen ver sc h i e den eWe 11 e n f 0 r m besitzt. (V gl.S. 98-99.)Der Nachweis der in den verschiedenen Klängen enthaltenenObertöne läßt sich mit Hilfe der Helmholtzschen Resonatorenerbringen: Hohlkugeln aus Messing, die auf je einen bestimmtenTOll abgestimmt sind und mit einern dünnen Ansatzrohr ins Ohr g'estecktwerden, während ein zweites, we i te re s Ansatzrohr, dem erstengegenüberliegend, zum Auffangen des Tones dient.Mittönen und Resonanz. vVird eine von zwei denselben Tongebenden Stimmgabeln (Saiten u. dgl.) zum Tönen gebracht undgleich darauf durch Berührung mit der Hand in ihren Schwingungenunterbrochen, so hört man, daß die andere leise nachtönt.Dies beweist, daß die Schwingungen der ersten Stimmgabel sichdurch die Luft auf die zweite übertrugen und ein Mit s c h w i n genund Mit tön e n der letzteren hervorgerufen haben.Stemmt man eine angeschlagene Stimmgabel auf Holz, soschwingen die Holzteilchen mit, und der 'ron der Stimmgabel wirdverstärkt. Die gleiche Verstärkung wird durch die Res 0 n a n z -b öde n oder Res 0 n a n z k äst e n der verschiedenen musikalischenInstrumente erreicht, in denen sowohl die Luft wie das Holz zumMittönen veranlaJ.it werden.Die Co r tischen Fa s ern in der Schnecke unSAres Ohres sind N ervenfasern,die für die verschiedenen Schwingungszahlen der hörbaren Töne abgestimmtsind, so daf.i bei steigender Schwingungszahl der Reihe nach verschiedeneCortische Fasern - 11, h n li c 11 dem Phänomen des Mitschwingens ~ in _.dennervösen Erregungszustand gei'aten, der die Wahrnehmung eines Tones vermittelt.Durch diese Einrichtung ist uns die Unterscheidung verschiedener,gleichzeitig auf unser Ohr einwirkender Töne möglich.Schwebungen. \Verden zwei Töne gleichzeitig erzeugt, deren Schwingungszahlen(n und n,) nur wenig voneinander verschieden sind, so mUß sich wegender ungleichen SChwingungsdauer die Phasendifferenz der in einem bestimmtenPunkte zusammentreffenden \Vellen fortgesetzt ändern. -Ist z. B. "', = " + 1,so werden die beim Begin,ll einer Sekunde gleichzeitig auftretenden Phasen erstam Ende derselben wie der gleichzeitig auftreten. Hiernach werden nur ei n­mal innerhalb einer Sekunde die Wellen mit gleichen Phasen (Luftverdichtungmit Luftverdichtung, Luftverdünnung mit Luftverdiinnung, Verschiebungsrichtungmit Verschiebungsrichtung) zusammentreffen und sich in ihrem Bewegungszustandea d die l' e n; mit anderen \Vorten: einmal innerhalb einer Sekundewird ein Ans c h weIl endes Tones stattfinden. Ist n, = n + 2, so addierensich z w e im al innerhalb jeder Sekunde gleiche, sich verstärkende Zustä.nde(nämlich in der Hälfte und am Ende eines Wellenverlaufs iunerhalb emel'Sekunde); ist n, = n + ,t, so geschieht dies xmal in einer Sekunde (int· ~. 1-... ., zuletzt f· d. h. am Ende eines \Vellenverlaufs innerhalb einerSekunde). x = ", - n gibt somit die Anzahl der Tonanschwellungen in einerSekunde an. Diese Tonanschwellungen werden als S t ö Li e

Digitale Bibliothek Braunschweig106 10. Die Lehre vom Licht.v. Hel m holt z führte auf das Vorhandensein z a h 1 I' e ich er, schnell aufeinanderfolgender Schwebungen die Dissonanz zweier Töne zurück. Dochist damit nach .E u gen D reh e I' keine befriedig

Digitale Bibliothek Braunschweig10. Die Lehre vom Licht. 107lehre die tausendfachen Abstufungen und allmählichen übergänge der Farbendes Spektrums; streng widerlegt wurde sie durch die Tatsachen der Interferenzdes Lichts.Ausbreitung des Hchts. Trotzdem das Licht in einer Wellenbewegungbesteht, brei~U!'"..sich doch g ~U1.01LJl-gfu.. indem vonAbb. 71.Kern- und Halbschatton. (L = leuchtender i{örper, S = Schatten werfender Körper,K = Kernschatten, H = Halbschatten).einem Licht aussendenden Mittelpunkte aus die W ellenb~'Wegung sichbis zu einem bestimmten Punkte nur auf dem kürzesten Wege desRad i u s fortpflanzt, während sie auf allen hiervon abweichendenvVegen durch Interferenz vernichtet wird.Das von dem Licht aussendenden Mittelpunkt (dem Strahlenpunkt)bis zu einem andern Punkt sich fortbewegende Licht heHlthttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig10810. Die Lehre vom Licht.ein L ich t s t rah 1 ;Strah'lenbündelbün~---'mehrere Lichtstrahlen bilden zusammen einoder Li eh tb ü n deI (eigentlich Liehtstrahlen-Der geradlinige Verlauf der Lichtstrahlen läßt sich an einemLichtbündel erkennen, das durch eine kleine Offnung in ein stauboderraucherfülltes, finsteres Zimmer eintritt; ferner an Form und\ Größe des Schattens, den ein von einem Lichtbündel getroffenerGegenstand Wirft; schließlich an der Wirkung zahlreicher optischerApparate, z. B. der C am e I' a 0 b s c ur a (vgl. den folgenden Abschnitt).Die Lichtaussendung wird ~euchten genannt.(Als Sc hat t en bezeichnet man den wenig oder gar nicht beleuchtetenRaum hintereriiem beleuchteten Körper, der kein Licht hindurchläßt. ManUnterscheidet zwei Arten des Schattens: K ern sc hat t,JU! und Ha Ib se hat t e n.Der Kernschatten ist der Raum, dem g:h kein LIcht zuteil wlrd~"'-wär;r'en

Digitale Bibliothek Braunschweig10. Die Lehre vom Licht. 109eine Sammellinse eingesetzt ist. Letztere macht die Bilder in der Cameradeutlicher und schärfer.Selbstleuehtende Körper. Körper, die das Licht, welches sieaussenden, selbständig ~ervorbringen, heißen sei ~ s t l.~~ c ~ t end e \Körper. Man kann zweI Arten derselben unterscheIden: gluhende 'und 1 u_m i JJ,.&§.~tEU'..!U!. d e Körper. ----..--...Die g lÜ h E2!l den Körper senden Licht im Zusammenhange mitei~er Erhöhu_!!.g __ ~!::....J'3.E:U2..eratur aus; bei den 1 u~ineszI e ren den Körpern erfolgt die Lichtentwicklung 0 h ri"ee'n t-sp rechende r.remper~!.~Ei>t_.E)!gerung. -Zum Glüh e n können feste, flüssige und gasförmige Körper gelangen.D:,s von fes t e nun d fl ü s s i gen glühenden Körpern ausgesendete Licht istsemer Art nach von der Temperatur abhängig, im allgemeinen aber ni c h tvom Mat~rial. Die ~lut schrei~e~ mit steigender Tempe~atur von der .~ ot·Jj,'l u t (beI c~. 500°) bIS zur W eIß g lu t (ungefähr 10000 bIS 1600°) fort, mdem;!:u-'~en wemg:er brechb3;ren Strahlen (vgl. den Abschnitt: "Zerstreuung oder DisperSIOndes LIchts" SOWIe S.174) allmählich die übrigen Strahlenarten hinzutreten(Drapersches Gesetz). Glühende Gase (z. B. Metalldämpfe in der Flammedes Bunsenschen Brenners) vermögen nur gewisse - je nach der Natur desGases vers ch i e den e - Strahlen arten auszusenden so daß verschiedenartigeFlam menfärb ungen zustande kommen. '.. Bei s pie 1 e glühender Körper sind die Sonne und die Fixsterne; das elekt1'1scheGlühlicht und Bogenlicht (wobei ein Kohlenfaden oder zwei Kohlenstäbeglühen); das Auersche Gasglühlicht (wobei der Glühstrumpf, aus einem Gemischvon Tor- und Ceroxyd bestehend, glüht); die Leuchtflammen (in denen durchchemische Zersetzung aus dem Brennmaterial ausgeschiedener, fein verteilterKohlenstoff sich in glühendem Zustande befindet) usw.Für die lumineszierenden Körper hat das zuvor erwähnte DraperscheGesetz keine Geltung. - Je nach der Anregung, der die Lumineszenz ihre Entstehungverdankt, kann man verschiedene Arten derselben unterscheiden, die inden späteren Abschnitten "Lumineszenz" und "Fluoreszenz" eingehendere Besprechungfinden werden.Heht empfangende Körper. Wenn eine gewisse Menge Lichtauf einen Körper fällt, so verhält es sich in dreifach verschiedener Art:ein Teil wird unmittelbar an der Oberfläche oder von den derselbennahe gelegenen Schichten des Körpers zurÜckgeworfen oder~eflektiert; ein zweiter Teil dringt in den Kör12er ein. und wird-verschluckt oder ab s 0 r b i e r t; em arltter Teil geht durch den Körperhindurch: wird h iEd~]]'!n!;t~~._ Bei einer gewissen Beschaffenheit der Körper kommt der dritteTeil des Lichtes in Wegfall, so daß also alles nicht reflektierte.Licht von den Körpern absorbiert wird; solche Körper (diekein Licht hindurchlassen) heißen undurchsichtig; die \Übrigen teils durchsichtig, teils durchschein!n'd. ?u~chsich ti g werden aiejenigen Körper genannt, aurch welche dIe LIchtstrahlenderartig ungehindert hindurchgehen, daß Gegenstände, vondenen sie ausgehen, vollkommen erkennbar sind; durch sc heinendeKörper lassen das Lieht nur als hellen Schein hindurch, ohne daßGegenstände durch sie erblickt oder erkannt werden könnten. DieUnd u I' c h si c h t i g k ei t der Körper ist in erheblichem Maße vonder Sc h ich t d i c k e abhängig; so ist z. B. Gold im allgemeinenundurchsichtig, fein ausgewalzt dageg'en durchscheinend (und zwarhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig110 10. Die Lehre vom Licht.mit grüner Farbe). - Ein Körper, der Licht weder hindnrchläI.itnoch reflektiert, sondern gänzlich absorbiert, heiI.it ein vollkommenschwarzer Körper (LampenruI.i, Platinschwarz).Körper mit glatten, polierten Oberflächen, welche die auf siefallenden Lichtstrahlen I' e gel m ä I.i i g in bestimmter Richtung reflektieren,heiI.ien s pie gel nd e Körper. Körper mit rauher Oberflächewerfen die Lichtstrahlen unregelmäßig nach allen Richtungen zurück:zer s tre u t e Re fle x io n. Diese ist es, wodurch uns die Körperhauptsächlich sichtbar werden. Andrerseits geschieht dies bei durchgehendemLicht auch durch Absorption, wenn dabei Farben entstehen.(Vgl. d. Abschnitt "Komplementärfarben; natürliche Farben".)Licht.strahlen, die an unserm Auge vorbeigehen, sind an sich unsichtbaroder dunkel; nur wenn Lichtstrahlen in unser Auge eintreten und eineReizwirkung auf die Netzhaut ausüben, entsteht eine Lichtempfindung oder habenwir eine Gesichtswahrnehmung. Wenn trotzdem ein an unserm Auge vorgehendes,die Luft d ur eh setz endes LichtbündBl sichtbar zu sein scheint, so beruht diesdarauf, dan in der Luft S ta u b teilchen ("Sonnenstäubchen") suspendiert sind,welche die auf sie fallenden Lichtstrahlen reflektieren, so daß dieselben auf diese'Yeise zum Teil in unser Auge gelangen .. \ Photometrie. Die Lichtstärke eines leuchtenden Körpers wird mitdem P hot 0 met er gemessen. Das B'u n sen sehe Photometer (1847) besitzt alsHaupt1iestan(fteir~ einen Papierschirm, der an einer Stelle durch einen ölfleck.. durchscheinend gemacht ist. Erfährt dieser Schirm von beiden Seiten her ungleichstarke Beleuchtung - auf der einen Seite durch den zu untersuchendenleuchtenden Körper, auf der andern durch eine sog. Normalkerze -', so siehtder Fleck auf der stärker beleuchteten Seite dunkler, auf der schwächer beleuchtetenSeite heller aus als der übrige Teil des Schirms; was seinen Grunddarin hat, daß befettetes Papier mehr Licht hindurchläßt und wenigerreflektiert als unbefettetes Papier. Soll der Fleck sich von dem übrigenPapier nicht unterscheiden, also scheinbar verschwinden, so muß der Schirmvon bei den Seiten her gleich stark beleuchtet werden. Dies kann durch Yeränderungder En tfern ung der einen Lichtquelle - z. B. der Normalkerze -vom Schirm geschehen. Aus dem Vergleich der Entfernungen bei der Lichtquellenvom Schirm bei der jetzt herrschenden gleichen Leuchtstärke läßt sichdann das für die gleiche Entfernung herrschende Verhältnis der Leuchtstärkedes zu untCl'suchenden Körpers zu. dem der Normalkerze - auf Grund des Gesetzesüber die Ausbreitung des Lichts, S. 108 - berechnen. Dieses Verhältnisist dann die Lichtstärke des Körpers, da die Leuchtstärke der Normalkerze = 1gesetzt wird.Reftexion des Lichts (Katoptrik). Die Lehre von der regelmäI.iigen-Reflexion(oder Spiegelung) des Lichts - die Katoptrik... - beschäftigt sich hauptsächlich mit der Reflexion an e ben e noder Planspiegeln und an sphärischen (kugelförmigen)Konkav- und Konvexspiegeln.Für die Richtung eines reflektierten LichtstrahIs gilt dasselbeGesetz wie für die Zurückwerfung einer elastischen Kugel von einerfesten Wand (S. 95): D~nfallswinkel i~gleich .J!.~Ausfalls wi nkel (oder Reflexionswinkel). Hervorzuheben ist, daI.ider-';~fi"~kti~~t~-Strahl in der durch den einfallenden Strahl und dasEinfallslot bestimmten Ebene liegt.Auf Grund dieses Gesetzes kommen die von einem Strahlenpunkt(Abb. 73, S) ausgegangenen Lichtstrahlen, die auf einene ben e n S pie gel fallen, von demselben in derartigen Richtungenhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig10. Die Lehre vom Licht. 111zurück, als wären sie von einem Punkte ausgegangen, der ebensoweit hinter der Spiegelebene liegt, wie der Strahlenpunkt vor derselben,und dessen Verbindungslinie mit dem Strahlenpunkt dieSpiegelebene rechtwinklig schneidet. Dieser Punkt heißt Bild punk t(Abb. 73, B).Von einem Ge gens ta n de, der aus zahlreichen Strahlenpunktenbesteht, gibt ein ebener Spiegel ein optisches Bild, das dem Gegenstandean Gröfie gleich, aber symmetrisch zu ihm ist; aufierdem istes kein reelles, sondern nur ein scheinbares oder virtuelles Bild.IAbb. 73.Reflexion an ebenen Spiegeln.Unter einem vi r tue 11 e n Bilde versteht man in der Optik eindem Au ge sich darbietendes Bild, das aber ni c h t auf irgendeiner Fläche 0 b je k ti v sichtbar werden kann, insbesondere nichtauf einem Schirm, d. h. einer - gewöhnlich weifi.gefärbten­Papier- oder Leinwandflüche auf g e fan ge n werden kann. Läfitsich dagegen ein optisches Bild auffangen und wird damit objektivsichtbar, so nennt man es ein r e eIl es Bild.Dieser Unterschied läßt slch - mathematisch bestimmter -auch auf folgende Weise ausdrücken: Der Bildpunkt eines Strahlenpunktesheißt r e e 11, wenn sich in ihm die reflektierten Strahlenselbst, und virtu-ell, wenn sich in ihm ihre Rückverlängerungenschneiden I). 'Der "\V e g, d.en das Licht bei der Reflexion nach dem angegebenen Gesetzeinschlägt, ist der kürzeste von allen Wegen, die vom Ausgangspunkt biszu einem im reflektierten Strahl angenommenen Endpuukt unter Berührung derSpiegeloberfläche möglich sind; auf allen anderen Wegen a u fi er dem nach demReflexionsgesetz eingeschlagenen kürzesten Wege würden der einfallende undder reflektierte Strahl u n g lei c h e Winkel mit der Spiegeloberfläche bilden.(J::I e r 0 von Alexandrien, 100 v. Ohr.)Aus dem Re f1 e x ion sge setz d es Li ch t es folgt weiter (was eine einfachegeometrische Konstruktion erweist), dafi ein Spiegel, in dem sich eine Personganz sehen will, nur die halbe Höhe derselben zu haben braucht, vorausgesetzt,daß die obere Kante des Spiegels in Augenhöhe gehalten wird.Anwendungen des ebenen Spiegels sind der Heliostat, derS pie gel sext a n t, die Poggendorfsehe Sp i eg e 1 abI e#s u ng, die bei feinen') "Virtuell" von virtus, die Kraft, d. h. also nur der Kraft nach vorhanden.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig112 10. Die Lehre vom Licht.Messungen Verwendung findet,der vVinkelspiegel und das Kaleidosk 0 p. Der He 110S. tat 1S. t em . A ppara, t ml 't H'lf1 e d essen em . B" un dIS e onnenstrahlenstets in derselben Richtung reflektiert wird; es geschieht dies durcheinen Spiegel, der mittels eines Uhrwerks derartig bewegt wird, dafier dem(täglichen) Gange der Sonne folgt.I Der Spiegelsextant (Hadley, 1731) wird zur Messung von Winkelnl (Winkelabställclen feinhegender Orte, z. B. Sterne, hauptsächlich auf hoher See)benutzt und beruht in seiner Anwendung auf der aus dem Reflexionsgesetz desLichtes folgenden Tatsache, daE bei der Drehung eines ebenen Spiegels (umeine zur Einfallsehene senkrechte Achse) der reflektierte Strahl sich (bei unverändertemeinfallenden Strahl) um den d 0 P P el t e n Winkel dreht wie der Spiegelselbst.(, Bei der &.!2i e gel a bIßJl..!!.!!.g CP 0 g gen d 0 r f, 1826) werden die geringen Ansschlägeeines Zeigers (wie 81' bei verschiedenen Mefiinstrumenten vorkommt) dadurchvergrößert, dafi an demselben ein Spiegel befestigt wird, au~ den einBündel Lichtstrahlen fällt. Das reflektierte Bündel läfit man auf emen e n t­fe r n ton Schirm fallen, wo es einen Lichtfleck erzeugt, der sich weithin bewegt,wenn auch der Zeiger nebst Spiegel nur kleine Drehungen vollführt. Eine andereAbb. 74.Kaleidoskop.Art der Spiegelablesung erfolgt mittels einesFernrohrs und einer darunter angebrachten Skala,denen der Zeiger nebst Spiegel gegenübersteht.Ein vVinkelspiegel besteht aus zweiunter einem Winkel gegeneinander geneigtenPlanspiegeln. Befindet sich zwischen beiden einGegenstand, so erhält man von demselben einegröfiere Anzahl von Spiegelbildern in jedem derSpiegel, da jedes einzelne in einem Spiegel entstehendeBild in dem andern Spiegel eine weitereSpiegelung erfährt. Alle Spiegelbilder sindkreisförmig um die Kante angeordnet, in derbeide Spiegel zusammenstofien. (V gl. Abb. 74.)Stellt man zwei Planspiegel einander pa r­allel gegenüber, so gibt es in jedem Spiegeleine Reihe von unendlich vielen Spiegelbilderneines zwischen beiden Spiegeln befindlichen Gegenstandes,die in immer weitere Ferne rücken.\ Ein K~op (Brewster, 1817) ist ein Rohr, in dem sich zwei lange,'schmale, unter einem Winkel von 600 gegeneinander geneigte Spiegel befinden.{Abb. 74 zeigt den Querschnitt durch ein Kaleidoskop und die Konstruktion derSpiegelbilder.)Man sieht in das eine Ende des Rohres hinein, während sich am andernEnde bunte Glasstücke u. dgl. befinden, die samt den von ihnen entworfenenSpiegelbildern zur Entstehung bunter Sterne Veranlassung geben. Sind nämlich8 1 und 8 2 die bei den Spiegel, BI und R 2 ihre Rüekverlängerungen, L ein leuchtenderPunkt, so entsteht von demselben im Spiegel SI das Spiegelbild Al) vondiesem in der 1tüekverlängerung R, des Spiegels S2 das Spiegelbild A 2 , vondiesem in' R I das Spiegelbild Ag. Dieses liefert kein weiteres Spiegelbild, da eszwisehen die Rückverlängerungen beider Spiegel fällt, also die von ihm ausgehendenStrahlen auf keine Weise mehr auf eine der SpiegelflächElll fallenkönnen. Im Spiegel S2 liefert L das Spiegelbild BI, dieses in SI das SpiegelbildB 2 , dieses in R 2 das Spiegelbild B 3 , welehes mit Aa zusammenfällt, da derNeigungswinkel von 60°, den die Spiegel miteinander bilden, eine gerade Anzahlvon Malen in 3600 enthalten ist.IKonkavspiegel.Ein kugelförmiger oder sp~ . .I

Digitale Bibliothek Braunschweig10. Die Lehre vom Licht. 113Idie Achse des Spiegels (MA). Der in dieser Achse in der l\fittezwischen A und- M liegende Punkt (F) heißt der Brennpunkt oder}

Digitale Bibliothek Braunschweig114 10. Die Lehre vom Licht.Umdrehungsparaboloids. Bei zylindrischen Spiegeln mit parabolischem Querschnitterfolgt die genaue Vereinigung der gleichen Strahlen Ül der Brennlinie.Die Konstruktion des Bildpunktes eines Strahlenpunktes(Abb. 77 a und 77 b: G') erfolgt allgemein durch zwei Strahlen: denparallel der Achse verlaufenden CG'D) und den durch den Krümmungsmittelpuuktgehenden Strahl (G'M). Ersterer wird so zurückgeworfen,daß der reflektierte Strahl durch den Brennpunkt geht(DF) , letzterer wird (als Einfallslot) in sich selbst reflektiert. Der Schnittpunktbeider reflektierten Strahlen (B') ist der Bildpunkt von G'. DerBildpunkt von G ist B, das Bild des Pfeils GG' also BE'. Wennin Abb. 77 a der Gegenstand durch den Pfeil BB' dargestellt wird,so ist das von dem Spiegel gelieferte Bild desselben GG'.Hiernach ergeben sich folgende Beziehungen zwischen Gegenstandund Bild:Befindet sich der Gegenstand im Unendlichen vor dem Spiegel,so liegt das Bild im Brennpunkt und ist auf einen Punkt reduziert;es ist reell.~ - - - - - -- - ~~I"-"----l''-::---t'~-------~Gegen­Abb. 78. Konkavspiegel; Übersicht der Beziehnngen zwischen Gegenstand nnd Bild. -stand: I II ur; Bild: I' II' III'.Befindet sich der Gegenstand zwischen dem Unendlichenund dem Krümmungsmittelpunkt, so liegt das Bild zwischendem Brennpunkt und dem Krümmungsmittelpunkt; es istreell, umgekehrt und verkleinert. Nähert sich der Gegenstanddem Kliimmungsmittelpunkt (und damit dem Brennpunkt und demSpiegel), so bewegt sich das Bild in entgegengesetzter Richtung,also auf den Krümmungsmittelpunkt und den Gegenstandzu, von dem Brennpunkt und dem Spiegel fort, und wird dabei größer.Hat der Gegenstand den Krümmungsmittelpunkt erreicht,so fällt auch das Bild in den Krümmungsmittelpunkt und ist ebensogroßwie der Gegenstand (deckt sich aber nicht mit ihm, bleibt vielmehrumgekehrt). 'Befindet sich dm; Gegenstand zwischen Krümmungsmittelpunktund Brennpunkt, so liegt das Bild zwis~hen demKrümmungsmittelpunkt und dem Unendlichen; es ist reell,umgekehrt und vergrößert. Nähert sich der Gegenstand demBrennpunkt (und damit dem Spiegel), so bewegt sich das Bild in. entgegengesetzter Richtung, also von Gegenstand, Krünnnungsmittel-http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig10. Die Lehre vom Licht. 115punkt, Brennpunkt und Spiegel fort, nach dem Unendlichen zu, undwird dabei fortgesetzt größer.Hat der Gegenstand den Brennpunkt erreicht, so liegt dasBild im Unendlichen und ist unendlich groß, oder besser gesagt:es gibt kein Bild mehr; alle vom Brennpunkt ausgehenden Strahlenwerden parallel der Achse reflektiert.Befindet sich der Gegenstand zwischen dem Brennpunktund der Spiegelfläche (Abb. 77b), so entsteht hinter der Spiegelflächeein virtuelles, aufrechtes und vergrößertes Bild. BeimÜberschreiten des Brennpunktes seitens des Gegenstandes springt dasBild gewissermaßen vom Unendlichen vor dem Spiegel ins Unendlichehinter dem Spiegel. - Nähert sich der Gegenstand derSpiegelfläche, so nähert sich derselben auch das Bild, bewegt sichalso wiederum in entgegengesetzter Richtung wie der Gegenstand,auf de n seI ben zu, und wird dabei kleiner.IilAbb. 79. Rellexion an Konvexspiegeln. Abb. 80. Konvexspiegel; Konstruktion der Bilder.Fällt der Gegenstand (soweit dies möglich ist) mit der Spiegelflächeselbst zusammen, so tut dies auch das Bild, ist ebensogroßwie der Gegenstand und deckt sich mit ihm.Abb. 78 veranschaulicht das eben Ausgeführte schematisch.Die schräge Richtung der Pfeile l' Il IIl' deutet die Größenänderungder Bilder an.fBei einer in umgekehrter Ri chtung, wie eben beschrieben,stattfindenden Bewegung des Gegenstandes bewegt sich auch dasBild in umgekehrter Richtung.Die Hohlspiegel ßnden teils als S ehe i n w e rf e I' oder Re fl e k­toren, teils als Toilettenspiegel (Rasierspiegel), sowie in derHeilkunde (als Augen-, Ohren-, Nasen- und Kehlkopfspiegel) Verwendung.Konvexspiegel. Bei einem kugelförmigen Konvexspiegel(Abb. 79) ist der Brennpunkt (F) virtuell und liegt hinter d(:lm Spiegel.Der Bildpunkt jedes Strahlenpunktes ist virtuell und liegt zwischenSpiegelfläche und BI.'ennpunkt. - Die Bilder von Gegenständen sind \stets virtuell, aufrecht und verkleinert. (Abb.SO.) Wirdein Ge~ vom Unenähchen bis an dIe 8piegelfläche bewegt,so rückt das Bild in entgegengesetzter Richtung vom Brennpunkt bisgleichfalls an die Spiegelfläche und wird größer. In der Spiegele8*http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig116 10. Die Lehre vom Licht.fläche fallen Gegenstand und Bild zusammen und sind gleich groß.- Konvexspiegel sind Gartenkugeln, Metallknöpfe, Thermometerkugelnusw.Fügt man die Beziehlmgen zwischen Gegenstand und Bild am. Konvexspiegel denjenigen am Konkavspiegel, wie sie in Abb. 78schematisch dargestellt sind, hinzu, so ergibt sich die für bei d eS pie gel art e n geltende schematische Abbildung 8l.Brechung oder Refraktion des. Lichts (Dioptrik). Wenn einLichtstrahl aus einem Licht durchlassenden Mittel oder Medium inein anderes eintritt, z. B. aus Luft in Wasser oder Glas (Abb. tl2),so wird es aus seiner ursprünglichen Richtung abgelenkt oder g e­b r 0 c h e n ; nur senkrecht zur Grenzfläche zwischen beiden Mitteln------~--~--~~----Abb. 81.Schematische Darstellung der Beziebun2"enzwischen Gegenstand und Bild an sphärisehenRpiegeln (Konkav- und Konvexspiegel). .-. Gegenstand: I IJ BI 4: vom Konkavspiegelerzeugtes Bild: l' II' III', vom Konvexspiegelerzeugtes Bild: 4',.,---. ---­. - j--- -' - _.. _.- - - - - _.--1------·--~~-----I- - r - - - - -'Abb. 82. Brechung des Lichts.verlaufende Strahlen werden nicht gebrochen. Der Winkel, welchender einfallende Strahl mit dem Einfallslot bildet, heißt der Ein fall ~-wiJlk e I (a), der Winkel, .welchen der gebrochene Strahl'" mit dem)Einfallslot bildet, der B r..e cl f~S wink el (ß)· In den genanntenBeispielen (Luft-Wasser, u t-Glas) ist der Brechungswinkelkleiner als der Einfallswinkel.Die Lehre von der Brechung oder Refraktion des Lichtes heißtDioptri~.l Allgemein g'ilt, daß der Lichtstrahl, wenn er aus einem optisch'\:.,1 dünneren in .3in optisch di~htm:~s Mittel übergeht, gern Einfallslote~ gebrQc~, im umgekehrten Falle vom Einfallslote weg gebrochenwird.Von ver s chi e den e n Mitteln wird das Licht ungleich stark-gebrochen. Das Verhältnis des Sinus des Einfallswinkels zum Sinusdes Brechungswinkels ist für dieselben Mittel, welches auch die Größeder Winkel sein mag, konstant (d. h. unabänderlich oder stets vongleichem Werte). (Snelliussches Brechungsgesetz, 1621; Descartes.entdeckte dassel:qe Gesetz unabhängig von Snellius.) Das genannte;Verhältnis heißt der BI' e c h u n g sex po n e n t. Derselbe hängt von derNatur. des brechenden Mittels ab, insbesondere von dessen spezifischemhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig10. Die Lehre vom Licht. 117. . 4Gewicht; ferner von der Temperatur. Er ist für (Luft und) Wasser = 3'für (Luft und) Glas =-~.2Der Weg, den das Licht bei der Brechung .gemäE dem Snelliussc~~en~rechungsgesetz einschlägt, ist nach Fermat derartlg,.daE er von.allen.moghchenWegen zwischen dem Ausgangspunkte des LIchts und em!'m Im .. gebrochenenStrahl angenommenen Endpunkt in der ki\rzeste~ ZeItzu!uckgelegtwird. (V gl. das entsprechende Gesetz über die Re fl e x Ion des LIchts,S. 111.).Infolge der Lichtbrechung erscheinen unter Wasser befindliche Gegenständegehoben, wie Abb. 83 veranschaulicht, wo die von A und B konlmenden Licht-Abb. 83. Optische ortsveränderung unter Abb. 84. Totale Reflexion.Wasser befindlicher Gegenstände.strahlen AC und BD bei ihrem Austritt aus dem Wasser derartig gebrochenwerden, dali sie die Richtungen CO und DO einschlagen; befindet sich nun ino das Auge eines Beobachters, so versetzt es den Gegenstand in der Richtungder geraden Linien OCA' und ODB' nach A'R'.vVenn ein Lichtstrahl aus einem optisch dichteren Mittel an die Grenzeeines optisch dünneren Mittels herantritt, so wird er nur dann in. letzteres ein­'treten können, wenn der Einfallswinkel sich noch so weit von 90° unterscheidet,daE der Brechungswinkel nicht 90° oder mehr beträgt Ist der Einfallswinkelso groß - d. h. fällt der Lichtstrahl so schräg oder flach auf die Grenzflächebeider Mittel -, daE der Brechungswinkel über ~JOo beträgt, so wird der Lichtstrahlnicht in das dünnere Mittel hineingebrochen, sondern wieder in das dichtereMittel reflektiert - tot ale Re fl e x ion. Die totale Reflexion hat ihrenNamen daher, weil sie vollkommener ist als jede Reflexion an Spiegelflächen.Sie lälit sich z. B. beobachten, wenn man von unten her schräg gegen die Oberflächedes Wassers in einem Glase blickt. (Siehe Abb.84.) Man kann dann durchdie vVasscroberfläche nicht nach oben hindurchsehen, sondern diese erscheintundurchsichtig, von quecksilbernem Aussehen. Auf totaler Reflexion an verschiedendichten horizontal gelagerten Luftschichten beruhen die Luftspiegelungen,speziell die Fata morgana.Wenn Licht durch planparallele Platten , d. h. durch einen von zwei parall elenEbenen begrenzten Körper, hindurchtritt (Abb.85), so ist, wenn sich vor und hinter dem Körperdas seI b e Mittel befindet, der austretendeLichtstrahl gegen den ursprünglichen etwasverschoben, aber parallel zu ihm, denn daWinkel (J = I' ist, so mUß auch (wegen der an Abb. 85. Lichtbrechung inbeiden Ebenen gleichartigen Brechung) a = äsein.Uclltbrechung im Prisma.fährt dagegen ein Lichtstrahl,planparallelen Platten.Eine b L!:l.Li:> end e Ablenkung erderdurch ein von zwei ni c h thttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig118 10. Die Lehre vom Licht.paralellen ebenen Flächen begrenztes Mittel -- ein Pri sma (im optischenSinne des Wortes) hindurchtritt. (Abb. 86,) Die Durchschnittskante(C) der lichtbrechenden Flächen heißt die br e ehe n d eKante, der Neigungswinkel der(J Flächen(y)heißtderbrechendeW in ke 1 des Prismas. Der vondem Strahlenpunkte A kommendeLichtstrahl AB verläuftin der Richtung BD durch dasPrisma und gelangt auf demWege DE in ein bei E befindlichesAuge. Das Auge siehtden Strahlenpunkt in der RichtungEDP, also nach derAbb. 86. Lichtbrechung in Prismen. brechenden Kante hin verschoben.Ist n der Brechungsexponentdes Stoffes, aus dem das Prisma besteht, so ist n = s~n ~ =sm fisin a 1Die gesamte Ablenkung des LichtstrahIs wird durch densin fi1Winkel 0' angegeben, den die Richtungen des LichtstrahIs vor demEintritt in das Prisma und nach dem Austritt aus demselbenmiteinander bilden. Die Größe dieser Ablenkung hängt von dreiGrößen ab: dem Brechungsexponenten n, der Größe des brechendenWinkels y und dem Einfallswinkel a.Lichtbrechung in Linsen. Von besonderer Wichtigkeit ist dieLichtbrechung in Linsen, genauer: optischen Linsen, d. h. ganzoder teilweise kugelförmig begrenzten Körpern.Es gibt folgende verschieden.e Linsen-Formen: 1. dieSammellinsen oder konvergenten Linsen, wozu die bikonvexent~( 1)1Abb. 87. Linsenformen.(Abb. 87, a), die plankonvexen (Abb.87, b) und die konkav-konvexen Linsen(Abb. 87, c) gehören; und 2. die Zerstreuungslinsenoder divergenten Linsen,wozu die bikonkaven (Abb. 87, d), dieplankonkaven (Abb. 87, e) und diekonvex-konkaven Linsen (Abb. 87, f)gehören. Bei jenen, den Sammellinsen,ist die Mitte stärker als der Rand, bei diesen, den Zerstreuungslinsen,ist umgekehrt der Rand stärker als die Mitte.Von den Sammellinsen werden die Lichtstrahlen der Achse·(d. h. hier der Verbindungslinie der KrÜlllmungsmittelpunkte derbeiden die Linse begrenzenden l

Digitale Bibliothek Braunschweig10. Die Lehre vom Licht. 119Die wichtigsten von diesen Linsen sind die b ik 0 n v e x e und-die bi k 0 n k ave.Konvexlinse. Lichtstrahlen, welche parallel mit der Achse auf~ine bikonvexe Linse --- oder kurz: Konvexlinse - fallen,vereinigen sich hinter der Linse annähernd in ein e m Punkte, dem13 I' e nn pu n k t oder F 0 k u s (Abb. 88, F). Derselbe liegt in derAbb. 88.Lichtbrechung in Konvexlinsen.Achse; seine Entfernung von der brechenden Fläche der Linse -bzw. wenn die Linse dünn genug ist, von dem Mittelpunkt derselben:dem 0 ptischen Mittelpunkt - heißt die Brennweite.Genauer entsteht auch hier durch die Vereinigung der gebrochenen Strahlen{ähnlich wie bei den Hohlspiegeln) eine B ren n fl ä ehe (statt eines Brennpunktes);dieselbe heißt diakaustische Fläche. Am nächsten kommendem Brennpunkt nach der Brechung diejenigen Strahlen, die vor der Linsenahe der Achse parallel zu ihr verlaufen. Und umgekehrt treten von denStrahlen, die von einer in einem Brennpunkt befindlichen Lichtquelle ausgehen,die jen i gen auf der andern Seite der L}nse am angenähertsten parallel zurAchse aus, die vorher nicht zu sehr geneigt zur Achse verliefen.Ein Lichtstrahl, welcher durch den optischen Mittelpunkt geht,~rleidet an beiden Flächen der Linse gleich starke, aber entgegen­.gesetzte Brechung; es wird daher sein Verlauf, wenn die Dickeder Linse als verschwindend klein betrachtet werdenkann, durch die Brechung nicht geändert 1).Mit Hilfe von Strahlen, die der Achse parallel sind, und solchen,die durch den optischen Mittelpunkt gehen, kann man, wenn dieBrennweite der Linse bekannt ist, die von der Linse erzeugtenBilder von Gegenständen konstruieren, wie die Abbildungen 89 abisS9c zeigen.Es ergeben sich hiernach folgende Beziehungen zwischen Gegenstandund Bild:Befindet sich der Gegenstand im Unendlich en vor der Linse,so liegt das Bild im Brennpunkt (F 2 ) hinter der Linse und ist aufeinen Punkt reduziert; es ist reell.Befindet sich der Gegenstand z w i s c h end emU ne nd li c he nund der doppelten Brennweite (MF'l) vor der Linse, so liegt') Streng genommen, ist nach Gau 13 (1840) der optische ~ittelpunkt durch.z w ei innerhalb der Linse in der Achse gelegene Punkte, dIe SOf? H. au p t­pu n k t e, zu ersetzen, welche die Eigenschaft haben, da13, we~n d;e RIchtungdes einfallenden Strahls durch den einen Hauptpunkt geht, dIe RlChtung desgebrochenen Strahls durch den an der n Hauptpunkt, par all e I zum einfallendenStrahl, verläuft.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig120 10. Die Lehre vom Licht.das Bild zwischen der einfachen und doppelten Brennwei te (MF 2 und MF'2) hinter der Linse; es ist re eIl, um ge·k ehr tun d ver k 1 ein er t. Nähert sich der Gege.(lstand der Linse,so rückt das Bild vonder Linse fort, bewegtp,' F,sich also in gleicherRichtung wie der Gegenstand , und wirdI 1rI .Bgrößer. (Abb. 89 a.)Abb.89a.Ist die Entfernungdes Gegenstandes von derLinse g 1 e ich der d 0 p­pelten Brennweite(MF'l) so ist auch dieEntfernung des Bildesvon der Linse gleich derdoppelten BrennweiteAbb. 89 b.F,'2P 2(MF' 2)' und das Bild istreell, umgekehrt undebenso groß wie der Gegenstand.Befindet sich der Gegenstandzwischen der doppelten· und einfachenBrenn wei te (MF'l undE'pj1M]i~) vor der Linse, so liegtdas Bild, zwischen derAbb. 89 c.d 0 P P e 1 te n BI' e n n w e i t eÄbb. 89 a-c. Konvexlinsen, Konstrnktion der Bilder •. (M 2 F') und dem Une nd-GG' = Gegenstand, bb' = Bild, M = optischer Mittel- l' h h' t d L'punkt, F, undF. = Brennpunkte: ftlF, = HF. = einfacbe, I C e n In er er lnse;lfflo,' = J)J W. = doppelte Brennweite. es ist I' e eIl, um g e k ehr tund ver g l' Ö ß er t. Nähert sich der Gegenstand der Linse, so rücktdas Bild von der Linse fort, bewegt sich also wiederum in gleicherRichtung wie der Gegenstand, und wird größer. (Abb 89b.)Ist die Entfernung des Gegenstandes von der Linse g 1 e ichder einfachen Brennwei te (MF 1 ), so liegt das Bildim Unendlichenund ist .unendlich groß, oder besser gesagt: es gibt k ein Bild;die gebrochenen Strahlen verlassen die Linse parallel zueinander.Befindet sich der Gegenstand z wi s che n der ein fa che n Brennwei t e v 0 I' der Li n se und der Li n ses e 1 b s t, so entsteht einv i I' tue 11 es, auf I' e c h t e s und ver g r Ö ß er te s Bild, und zwargleichfalls v 0 I' der Linse und in weiterer Entfernung von der Linse,als sie der Gegenstand besitzt. Je näher der Gegenstand der Linserückt, desto mehr nähert sich auch das Bild der Linse und destokleiner wird es, bis es schließlich die Größe des Gegenstandes erreicht,wenn dieser die Linse berührt. (Abb. 89 c.)Abbildung 90 veranschaulicht das eben Ausgeführte schematisch.Auf der Entstehung der v i I' tue 11 e n Bilder beruht die Anwendungder Lup e, einer mit einer Einfassung versehenen Konvex-http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig10. Die Lehre' vom Licht. 121linse, durch welche man innerhalb der Breimweite gelegene Gegenständebetrachtet, die dann vergrößert erscheinen. (Vergl. Abb. 89c.)Die vergrößerten reellen Bilder finden beim Projektionsapparat,dem Scioptikon und der Laterna magica (Zauberlaterne)Verwendung.IF;' F; 1IAbb. 90. Konvexlinse; Übersieht der Beziehungen zwischen Gegenstand und Bild. Gegenstand:I JI III; Bild: I' II' m·.Als K 0 11 i m at 0 r li n s e wird eine Konvexlinse bezeichnet, diedazu dient, die auf sie fallenden Lichtstrahlen parallel zu machen;. dies geschieht, wenn die Strahlen vom Brennpunkt der Linse ausgehen(Abb. 88, S. 119). Die Kollimatorlinse findet z. B. bei derDuboscqschen Lampe (1848)G'Anwendung, welche zu Projektionszweckenbei wissenschaftlichenVorträgen benutzt l{wird.Eine Konvexlinse hat eineum so größere Brennweite,je flacher, undAbb.91&.eine um so k 1 ein e r eBrennweite, je stärkergewölbt sie ist. Darausergibt sieh, wie eine Vergleichungder Abbildungen91 a und 91 b zeigt, daßAbb. 91 b.die re e 11 e n Bilder" dieAbb. 91 a und b. Erzeugnng von Bildern dnrch Konvex- 'eine Konvexlinse liefert,linsen mit verschiedener Brennweite.um so mehr verkleinert,bzw. um so weniger vergrößert sind und in beiden Fällen der Linseum so näher liegen, je stärker gewölbt sie ist (die Linse zieht alsodiereellen Bilder bei stärkerer Wölbung näher heran); die vi r t u­elle n Bilder sind uni so größer und entfernter, je stärker gewölbtdie Linse ist.Konkavlinse. Für eine bikonkave Linse - oder kurz:K 0 n k a v li n s e - gilt hinsichtlich der durch den optischen Mittelpunktgehenden Strahlen dasselbe wie für die Konvexlinse; ihrVerlauf wird, wenn die Dicke der Linse klein genug ist, durchdie Brechung nicht geändert. Strahlen, welche parallel der Achsehttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig122 10. Die Lehre vom Licht.auf die Linse fallen, gehen hinter der Linse derart aus ein a nd e r,als würden sie von dem v 0 I' der Linse liegenden Brennpunkt ausgesendet,der deshalb auch als Zerstreuungspunkt bezeichnet wird.Die Bilder, welche eiue Konka vIi n s e von Gegenständenliefert, sind hiernach, wie dieKonstruktion in Abb. 92 zeigt,stets vi r tue ll, auf r e c h tun dF" verkleinert. Wenn der Gegenstandvom Unendlichen bis(} zur Linse wandert, bewegt sichdas Bild in gleicher Richtungvom Brennpuukt oder Zerstreu­Abb. 92. Durch Konkavlinsen erzeugte Bilder von ungspunkt bis ebenfalls zurGegenständen. (G = Gegenstand; B = Bild.)Linse und wird größer.Vereinigt man wieder, wie bei Konkav- und Konvex-Spiegel,die Beziehungen zwischen Gegenstand und Bild bei Konvex- undKonkav - L in se, so ergibt sich die schematische Abb. 93.Linsen von eigenartiger Beschaffenheitsind dieinLeuchttürmenAnwendung findenden T r e p p e n­lin s en oder Fresne1schen LinsenI(Abb.94). Eine Treppenlinse bestehtaus einer plankonvexen Linse, dievon einer Reihe konzentrischer Glasringeumgeben ist, deren Flltchenderartig berechnet sind, dan jederihTer Brennpunkte mit dem Brennpunktdes zentralen Teils zu sam­Abb. n. Schematische Darstellung der Beziehungen menfltllt. Wird in diesen Brennzw.Gegenstand und -Bild bei sphärischen Linsen pnnkt die Mitte einer Flamme ge­(Konvex- und Konkavlinse). Gegenstand: I IJ ILI 4; bracht, so laufen alle Strahlen nachvon der Konvexlinse erzeugtes Bild: l' 11' III', d B h 11 I h fivon der Konkavlinse erzeugtes Bild: 4'. er rec ung para .e. nl,lc au en,und es werden auch dleJemgen Strah.len nutzbaT gemacht, die sehr geneigt zur Achse des zeutralen Teils der Linsevon der Flamme ausgehen.Mikroskop. Die Einrichtung' des1VI i kl'o S k 0 ps beruht auf der Vereinigungzweier Konvexlinsen, von denendie eine als Lupe wirkt; sie wird alsOkular (oder Okularlinse) bezeichnet,während die andere Objektiv (oderObjektivlinse) heißt. Beim Sehen durchdas Mikroskop befindet sich das Augeüber dem Okular, der zu betrachtendeGegenstand unter dem Objektiv. DasObjektiv wird so eingestellt, daß derA bb. 94. Treppenlinse. Gegenstand (a b in Abb. 95) etwasüber den Brennpunkt hinaus (zwischen-einfacher und doppelter Brennweite) zu liegen kommt; dann ent­:steht auf der andern Seite vom Objektiv (also oberhalb des­:selben) ein reelles, umgekehrtes, vergrößertes Bild (A B) des Gegen-http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig10. Die Lehre vom Licht. 123standes. Objektiv und Okular sind nun derart beschaffen undin solcher Entfernung voneinander angebracht, daß das genannteBild innerhalb der Brennweite des Okulars auftritt. Wird dasselbedaher durch das Okular betrachtet, so entsteht von ihm nach demObjektiv zu ein abermals vergrößertes virtuelles Bild (A'B') , das imVerhältnis zum Gegenstande gleichfalls umgekehrt erscheint.9kjektiv und Okular sind durch innen geschwärzte Röhren miteinanderverbunden. Die Schwärzung soll die Abhaltung fremderLichtstrahlen bewirken. Das Hauptrohr (Abb. 96, R) läßt sich mittels. einer feinen Schraube (S) behufs genauer Einstellung des Gegenstandesheben und senken. Unter dem Objektiv befindet sich derzur Aufnahme des Gegenstandes bestimmte, mit einer kreisrundenÖffnung versehene Objekttisch (T). Zur Beleuchtung durchsichtigerAbb. 95 Vergröllernde Wirkung des Mikroskops. Abb. 96. Mikroskop.Gegenstände ist am Ständer oder Stativ (St) des Mikroskops einHohlspiegel (H) derartig angebracht, daß er sich - um zwei recht·winklig zueinander stehende horizontale Achsen - nach allen Seitenfrei drehen läßt; er sam m e I t die von einem Fenster oder einerLampe auf ihn fallenden Lichtstrahlen und wirft sie durch die Öffnungim Objekttisch nach dem Gegenstande empor.Als Okular dient statt einer einfachen Linse gewöhnlich ein System vonzwei Linsen, von denen die untere, nach dem Objektiv zu gelegene, die sogenannteKo II e k ti v I in se, die im Objektiv gebrochenen Strahlen konvergenter(stärker zusammenlaufend) macht, das Bild näher bringt und dadurch die Entfernungdes Okulars verringert und, wenn auch ein etwas kleineres Bild, so dochein größeres Gesichtsfeld schafft.Das Objektiv besteht stets aus mehreren achromati~chen, d. h. ungefärbteBilder gebenden Doppellinsen. Farbig gesäumte Bilder würden undeutlichsein. (Vgl. hierzu den Abschnitt: .Achromatische Linsen".)http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig124 10. Die Lehre vom Licht.Der unter dem Mikroskop zu betrachtende Gegenstand wird, möglichstfein und durchsichtig, auf einen Objektträger von Glas gebracht, mit etwasvVasser befeuchtet und mit einem sehr dünnen D eck g I ä s c h e n bedeckt. Wird~ unter F 01' tl assung des Deckgläschens - zwischen Gegenstand und Objektivein Wasser- oder Öltropfen eingeschaltet - ein Verfahren, das man 1m m e rsio nnennt -, so wird die Lichtstärke erheblich gesteigert, und dasBrIcCae~genstandes wird klarer und schärfer, weil alsdann das von dem Gegenstandeausgehende und ins Mikroskop eintretende Licht nicht so viele verschiedenartigeMedien (Wasser, Glas, Luft) zu dnrchsetzen braucht und daher weniger Absorption(und Brechung)' erleidet.Zur Me s s u n g mikroskopischer Objekte bedient man sich entweder einesauf Glas geritzten Mikrometers, das man auf das Okular legen kann: oder esist am Mikroskop selbst eine feine Mikrometerschraube angebracht, durch diesich der Objekttisch seitlich verschieben läfit; behufs Ausführung einer Messungdreht man die Schraube derart, daß erst der eine, dann der andere Rand desGegenstandes sich mit einem der Fäden eines im Okular angebrachten Fad e n­kr e uze s deckt. Dann gibt die am Schraubenkopf abzulesende Yerschiebungdie GröBe des Gegenstandes an.Die Leistungsfähigkeit eines Mikroskops wird durch sogenannte Te s t­ob j e k te (Diatomeen, Nobertsche Gitter) festgestellt, (Test, engL, lateinischenUrsprungs = Probe.)Erfunden wurde das Mikrosk15p um 1600 von Zacharias Jansen in Holland,Fernrohr. Zur deutlichen Sichtbarmachuug weit entfernter Gegenständedienen die Fernrohr e, Man unterscheidet zwei Arten derselben: diop tri s eh eFernrohre (Refraktoren) und kat 0 pt l' i s ehe Fernrohre (Spiegelteleskope, Reflektoren);bei· ersteren wird das reelle Bild des entfernten Gegenstandes dureh eineKonvexlinse, bei letzteren durch einen Hohlspiegel hervorgebracht; die dioptrischenFernrohre teilt man wiederum ein in das ast r 0 u 0 m i s c h e oder Keplersche,das terrestrische oder Erdfernrohr und das holländische oder GalileischeFernrohr.Das as t 1'0 n 0 m i s c h e F ernro h l' hat Objektiv und Okular wie ein Mikroskop,beide sind Konvexlinsen. Das Objektiv, das eine grofie Brennweite besitzt,erzeugt von dem weit hinter dem Brennpunkt lie.s·enden Gegenstand ein verkleinertes,umgekehrtes Bild, welches durch das ukular zur Vergrößerung undnäheren Betrachtung gelangt; das Okular ist ~ je nach der Entfernung desGegenstandes - verstellbar. Die Gegenstände erscheinen verkehrt. Im Er d­fernrohr werden sie durch eine oder zwei zwischen Objektiv und Okular angebrachteLinsen aufrecht gemacht ..Das h 0 11 ä n dis c h e F ern roh r(Krimstecher, Opernglas) enthält einbikonvexes Objektiv und ein bikonkavesOkular; letzteres ist innerhalbder Brennweite der Objektivlinse angebracht,fängt die Strahlen, ehe siezu einem umgekehrten, verkleinertenBilde gesammelt werden, auf undmacht sie divergent und erzeugt soein aufrechtes, vergrößertes Bild.Eine besondere Anwendungfindet das Fernrohr beim T h e 0 d 0 I i t ,einem zur Winkelmessung (z. B. beider Landesaufnahme) dienenden Instrument.Abb. 97. Schematisierter Durchschnitt durch das Das astronomische Fernrohr bemenschlicheAuge. schrieb zuerst Kepler im Jahre 1611,das holländische Fernrohr wurde 1608vom Brillenmacher Lippershey in Holland und bald nachher von Galileierfunden.Das menschliche Auge und das Sehen. Im menschlichen Auge findeteine Linsenwirkung statt, infolge deren im Augapfel Bilder der auBen befind-http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig10. Die Lehre vom Licht. 125lichen Gegenstände erzeugt werden, die nun den eigentliche~ A~t ßes Seh

Digitale Bibliothek Braunschweig126 10. Die Lehre vom Licht.Augenkammer, der Raum zwischen der Iris und der Linse die hintereAugenkammer; beide sind von der sogenannten wässrigen Flüssigkeiterfüllt.Auf Grund der vorstehend beschriebenen Einrichtung d.es Aug'apfels kannderselbe als eine Camera obscura angesehen werden, deren Offnung die Pupilleist. Durch den schwarzen Farbstoff der Aderhaut ist die völlige Dunkelheit imInnern bedingt und eine Reflexion von Licht an den Wänden und infolgedesseneine überstrahlung und AbschWächung der entstehenden Bilder äufiererGegenstände. ausgeschlo~sen: Die Al,lgenlinse wirkt als I?ammellinse, wobei sievon den übl'lgen durchSIchtIgen Medlen des Augapfels, msbesondere der starkgewölbten Horuhaut und dem Glaskörper, unterstützt wird. Sie erzeugt auf derNetzhaut verkleinerte, umgekehrte Bilder der Gegenstände, von denen Lichtstrahlenins Auge fallen, Daß wir trotz dieser Umkehrung die Gegenständerichtig orientiert, insbesondere also aufrecht sehen, hat darin seinen Grund, daßder Gei s t die einzelnen, auf die Netzhaut ausgeübten Lichteindrücke in derRichtung der im Auge sich kreuzenden Lichtstrahlen in die AUßenwelt zurückversetzt,dafi er gewissermafien irgend einen wahrgenommenen Punkt da inder AUßenwelt s u c h t, woher der Lichtstrahl kommt, also die auf der Netzhautoben befindlichen Punkte eines Bildes unten am Gegenstande usw, Erpro j i z i e r t das wahrgenommene Bild nach aufien. Darin wird er durch eineanderweitige Erfahrung unterstützt, nämlich die, daß der Sinn der B ewe gun gen,die wir machen müssen, um bestimmte Teile eines Gegenstandes deutlich sehenzu können, der wahren Orientierung diesElr Teile am Gegenstande entspricht;wollen wir so den 0 bel' enTeil eines Gegenstandes sehen, so müssen wir dasAuge oder den ganzen Kopf nach 0 ben drehen usf. Ferner wird er in derrichtigen Auffassnng der Gegenstände durch das Ta s t g e fü h I unterstützt, dawir beim Betasten eines Gegenstandes unsere Hand nach 0 ben bewegen müssen,wenn wir die 0 be r en Teile des Gegenstandes tastend wahl'l1ehmen wollen usw.Auf Grund der Lichteindrücke und sonstiger Erfahrungen k 0 n S t ru i er t alsoder Geist ein objektives Etwas, das die Ursache der entsprechenden Bewufitseinserscheinungen ist.Am genauesten und schärfsten sehen wir einen Gegenstand, wenn dievon ihm ausgehenden Lichtstrahlen (bzw. das durch diese von ihm erzeugteBild) auf den gelben Fleck der Netzhaut fallen, Dies geschieht dann, wennwir das Auge derart nach dem Gegenstand richten, dafi die Verlängerung derAugenachse durch ihn hindurchgeht, Ein derartiges Ricbten des Auges nenntman Fixieren.Zur deutlichen Wahl'l1ehmung. eines Gegenstandes ist ferner erforderlich,dafi sich derselbe in einer solchen Entfernung von dem Auge befindet, daß seinBild· genau auf die Netzhaut fällt (nicht davor noch dahinter). Diese Entfernungheifit die Se h w ei t e nnd ist für normale Augen im Mittel etwa= 24 cm, Die Bilder weiter entfernter Gegenstände mÜßten somit nach demim Abschnitt "Konvexlinse" Ausgeführten vor die Netzhaut fallen, dieBilder näherer Gegenstände hinter die Netzhaut. Damit dies nicht geschieht,-flacht sich im ersten Falle (beim Fernsehen) die Augenlinse ab, wodurchdie Bilder sich von ihr entfernen, während sie sich im zweiten Falle(beim Nahesehen) stärker wölbt, wodurch die Bilder ihr genähert werden.(V gl. "Konvexlinse" S. 121 und Abb. 91 a und b). Diesen Vorgang derÄnderungderWälbnng derAugenlinse nennt man die Akkommodation desAuges, Die Akkommodationsbewegung wird durch einen innerhalb des verdicktenRandes der Aderhaut nahe der Augenlinse liegenden kleinen Muskel, denAkkommodationsmuskel oder Ciliarmuskel, einen Teil des Strahlenkörpers(Corpus ciliare, vgl. Abb. 97) bewirkt, und zwar dadurch, daß derMuskel bei seiner Kontrakti~n oder Znsammenziehung die vordere Fläche derAugenlinse stärker wölbt, wobei gleichzeitig die Pupille verengert wird, währendbeim Nachlassen der Kontraktion die Glashaut sowie ein vom Rande der Netzhautausgehendes elastisches Band, das Strahlenblättchen, das sich andie Linse anlegt, durch ihre Spannung an der Linse ziehen und sie abflachen.- Eine Verengerung der Pupille findet auch statt, wenn grelles Licht ins Augefällt, eine Erweiterung der Pupille erfolgt im Dunkeln; damit wird im ersterenFalle die ins Auge eindringende Lichtmenge verringert, im letzteren vermehrt.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig10. Die Lehre vom Licht. 127Die Akkommodationsfähigkeit des Auges gestattet ein deutliches Sehen vonGegenständen vom Unendlichen bis auf eine Entfernung von ungefähr 12 cm.Der in dieser Entfernung vor dem Auge liegende Punkt der Augenachse heißtNähepunkt.Augen, die im Mittel eine geringere als die normale Sehweite (24 cm)haben, werden kurzsichtig, Augen, die eine größere Sehweite haben, übersieh tig genannt. Die Kurzsichtigkeit (Brachymetropie oder ~yopie) beruhtdamuf, daß entweder die Augenlinse zu stark gewölbt oder ehe Augenachselänger nls beim normalsichtigen oder emmetropischen Auge ist (zu starkeBrechung), die Übersichtigkeit (Hypermetropie oder Hyperopie) beruhtdarauf, dafi entweder die Augenlinse zu flach oder die Augenachse kürzer alsbeim normalen Auge ist (zu schwache Brechung). Bei einem kurzsichtigenAnge fallen die Bilder vor die Netzhaut (vgl. Abb. 91 a und 91 b); zum deutlichenSehen ist daher eine Annäherung der Gegenstände erforderlich (vgLAbb. 89a und 89b); ferne 9"egenstände, die sich nicht näher bringen lassen,blei ben undeutlich; dem Übel wird durch konk ave B ri II en gläser abgeholfen.Bei einem übersichtigen :Auge fallen die Bilder der Gegenständehinter die Netzhaut (vgL Abb. 91a und 91b); zum deutlichen Sehen ist dahereine Entfernung der Gegenstände erforderlich (vgl. Abb. 89a und 89b); Naheswird nicht erkannt; dem Übel wird durch k onv exe B ri 11 en g I äs e l' abgeholfen.Unter Weitsichtigkeit oder Presbyopie versteht man das aufeinem Mangel an Akkommodationsfähigkeit beruhende Unvermögen,Gegenstände, die innerhalb der Sehweite (also näher als 24 cm) liegen, genauzu unterscheiden, weil die Augenlinse nicht genügend gekrümmt werden kann.Sie stellt sich mit zunehmendem Alter ein. Auch hierg.egen helfen Konvex·gläser. Sind die beiden Augen eines Individuums verschieden beschaffen, soherrscht An iso met I' 0 pie, und es sind zweierlei Brillengläser erforderlich.Die Brillen wurden geg'en Ende des 13. Jahrhunderts zuerst in Italienbekannt. Der Name Brille soll von Beryll herkommen, weil die Brillenwirkungzuerst an einem linsenförmigen Stück dieses Minerals entdeckt worden sein sollund daher längere Zeit geschliffene Beryllstücke, s p ä tel' erst GI a s brillen zurAugenkorrektion benutzt wurden.Das Mafi für die sc h ei n bar e GI' ö fi e eines Gegenstandes liefert derSehwinkel; derselbe wird von den Linien gebildet, die man vom Auge nachden Endpunkten des Gegenstandes ziehen kann. Zur Beurteilung der wahrenG r ö ß e des Gegenstandes mUß aufier dem Sehwinkel noch die Entfernung bekanntsein, welche der Gegenstand vom Auge hat. Da diese Entfernung nichtselten falsch geschätzt wird, so treten in solchen Fällen Si n n e s t ä u s c h u n genauf, die durch unterbewußte, nach dem Gesagten auf falschen Voraussetzungenberuhende Schlüsse zustande kommen. So ist der Sehwinkel des auf geh e n­den Mondes dmseIbe wie derjenige, den er hat, wenn er hoch am Himmelsteht; aber da wir im ersten Falle seine Entfernuno> weiter schätzen (wegender zwischenliegenden Vergleichsobjekte auf der Erdoberfläche), so er s c h ei n tlms auf Grund eines in sich richtigen (unterbewutiten) Schlusses der aufgehendeMond gröIier.Trotzdem von jedem Gegenstande, den wir sehen - wegen unsererbe id en Augen - z w e i Netzhautbilder entstehen, nehmen wir ihn doch nur einfachwahr, weil beide Bilder in uns ZU ein e m kombiniert werden: binoku laI' e s Seh en. Dies geschieht aber nur, wenn die Netzhautbilder in beidenAugen auf physiologisch entsprechende Stellen der Netzhaut fallen, d. h. aufStellen, die in d crs e I ben Ri ch tun g gl ei c h e En t fe rn ung vom Mittelpunktder Netzhaut haben. Verschiebt man z. B. das eine Auge durch einet}leichten Druck mit dem Finger, so ist dies Iücht mehr der Fall, und man siehtdoppelt. (Hierher gehört auch das Schielen.)Seide Augen haben nicht genau das gleiche Sehfeld: mit dem rechtenAuge sieht man denselben Gegenstand (besonders wenn er sich nah e befindet)mehr von der rechten Seite, mit dem linken Auge mehl' von der linken Seite:stere osko p isch e s Se h e n.Dasselbe kommt im Stere 0 skop zur Anwendung, einem Apparat, der esgestattet, mit jedem der beiden Augen ein solches Bil d eines Gegenstandes zuhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig128 10. Die Lehre vom Licht.betrachten, wie es in Wirklichkeit (d. h. bei Betrachtung des wirklichen Ge genstandes) in dem betreffenden Auge entstehen würde (und zuvor - meist -aot'If photographischem Wege her ge s tell t worden ist). Durch dieses Anschauender beiden Bilder wird der Eindruck eines körperlichen Bildes bewirkt.Als Na c h bi I d bezeichnet man die Fortdauer eines Lichteindrucks, nachdemdie Ursache, die ihn hervorgerufen, aufgehört hat, auf das Auge zu wirken.Man unterscheidet po si ti v e und ne ga t i v e Nachbilder. Die ersteren entstehen,wenn man nach km'zem Anschauen eines hellen Gegenstandes die Augen RchlieEt,die letzteren, wenn man durch längeres Hinb.licken nach einem hellen Gegenstandedas Ange ermüdet hat und dann ·auf eme matthelle leere Fläche blickt;es erscheint dann ein Bild des Gegenstandes, welches alles das, was an demGegenstande hell war, dunkel zeigt und umgekehrt.Auf der Entstehung von Nachbildern beruht es, daE ein schnell im Kreisegedrehter leuchtender Punkt den Eindruck einet· leuchtenden Kreislinie hervorruft.Ferner ist dadurch die Wirkung des T hau m at r 0 p s zu. erklären. Dasselbeist eine kreisförmige Scheibe, die auf. der einen Seite z. B. die Zeichnungeines Vogelbauers, auf der andern die ZeiChnung eines dahineinpassenden Vogelsdarbietet und die in schnelle Rotation um einen Durchmesser versetzt wird.Beide Zeichnungen ergänzen sich dann derart, daß man den Vogel im Bauer sieht.Das S t ro boskop oder Phän akis t os k op, auch Z 0 e t rop oder Le b en s­rad, endlich aueh Sc h n e 11 s ehe r (Anschütz, 1890) genannt, ist in seinerzweekmäEigeren Gestalt ein hohler Zylinder, der sich um seine vertikal stehendeAchse drehen läßt und ringsum eine Anzahl schmaler Einschnitte besitzt,dureh die man von auEen hineinblicken kann; auf der Innenfläche befindetsich eine Anzahl Bilder, die verschiedene aufeinanderfolgende Phasen eines bewegtenGegenstandes darstellen. ''Vir kombinieren diese Bilder, wenn sie sehne11vor dem Auge vorbeigehen, so,daE wir die Empfindung des Gegenstandes involler Bewegung haben, Eine gleiche \Virkung bringen die als Mut 0 s k 0 p,Kinetoskop (Edison, 18~)5), Kinematograph (A. und L. Lumiere inLyon, 1896), Kinetograph, Biograph usw. bezeichneten Apparate hervor:eine Reihe von Photographien, die von einem Vorgange des Lebens in schnellerAufeinanderfolge (Hi-30 Aufnahmen in der Sekunde) hergesteUt worden sind,läEt der Apparat wiederum schnell nacheinander vor unseren Augen erscheinen,so dafi hierdurch der Eindruck einer dem Leben entsprechenden Bewegung erzeugtwird -- daher auch der weitere Name "lebende Photographien".Die beim Stroboskop und beim Kinetoskop auftretende Kombination der- getrennte Mo m e n t - Eindrücke darstellenden - Bilder zu einem sich im Verlaufeder Zeit abspielenden zusammenhangenden Vorgange ist keinphy si 0 10 gi s ch er Akt, wie die Entstehung der Nachbilder (z. B. beim Thaumatrop), sondern nach Eugen Dreher ein psychischer Akt, bei dem dasGedächtnis der wesentlich· wirksame Faktor ist. Der G run d, warum im einenFalle das Gedächtnis, im andern die einfache physiologische Nachwirkung zurGeltung kommt, liegt in der Schnelligkeit, mit der die einzelnen Bilder aufeinanderfolgen. Wird das Stroboskop zu sc h n e 11 gedreht, so treten gleichfallsNachbilder auf, und alles fließt zusammen.Zerstreuung oder Dispersion des Lichtes. Beim Durchgangeines Lichtbündels durch ein Prisma findet nicht nur, wie auf S. 117 u. f.erörtert wurde, eine B re c h u n g, sondern auch eine Zer s tr e u u n goder Dis per s ion des Lichtes statt. Läßt man z. B. ein BündelSonnenstrahlen, nachdem es von dem Spiegel eines Heliostats(Abb. 98, H) reflektiert worden ist und dadurch eine dauernd gleichbleibendeRichtung erhalten hat, durch einen in dem Fensterladen(LL) eines verfinsterten Zimmers angebrachten schmalen Spalt (S)in das Zimmer eintreten und fängt es, nachdem es durch ein Glasprisma(P) hindurchgegangen ist, auf einem weit3en Papierschirm auf,so erscheint das Bild des Spaltes erstens nicht in der ursprünglichen.Richtung der Lichtstrahlen (bei R), wo es 0 hn e Anwendung deshttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig10. Die Lehre vom Licht. 129Prismas auftritt, sondern gegen jene Richtung verschoben oder abgelenkt(bei RV), und zweitens zeigt es sich beträchtlich verbreitert.\ Mit dieser Verbreiterung ist das Auftreten einer Reihe von Fa rb e nlj! verbunden, deren Gesamtheit man als. Spektrum bezeichnet. (Vgl. Abb. 98.)Die Hauptfarben des Spektrums sindvon der brechenden Kante des Prismasaus: rot (bei R in Abb. 98) orange,gelb, grün, blatl, violett (bei V in"Abb.98). Das Blau· wird nach Newtonnoch in Hellblau und Dunkelblau (oderIndigo) geschieden. Doch gehen diesämtlichen Farben des Spektrums derartallmählich ineinander über, daßveine jede Unterscheidung etwas Willkürlichesan sich hat und eine scharfeGrenze zwischen den einzelnen FarbenAbb. 98. Entstehnng des Spektrums.nicht angegeben werden kann.Mit Hilfe einer Sammellinse oder eines in passender Lage aufgestelltenzweiten Prismas können die Farben des Spektrums wiederzU weiß em Lichte vereinigt werden. Auch der N ewtonsche Farbenkreis el, eine in schnelle Umdrehung zu versetzende kreisförmigeScheibe, auf die in Gestalt von Sektoren oder Kreisausschnitten diesieben Hauptfarben des Spektrums (nach Newton) aufgetragen sind,zeigt die Wiedervereinigung dieser Farben zu Weiß, das allerdingsnicht rein ist, sondern schmutziggrau erscheint, weil es keine Farbstoffegibt, die genau die reinen Spektralfarben darstellen.Somit ist das weiße Licht nach Newtons Farbentheorie als zusammengesetztzu betrachten. Durch die Brechung im Prismatritt aus dem Grunde eine Zerlegung in die einzelnen, farbigen Bestandteileein, weil dieselben ungleiche Brechbarkeit besitzen, wassich daraus erklärt, daß die F 0 rtp fl anzu n g s g e s ch win dig k ei tder verschiedenen Farben (in einem und demselben Medium) verschiedenist. Das rote Licht ist das am wenigsten brechbare, dasviolette ist am brechbarsten, grünes hat mittlere Brechbarkeit. (DieFortpflanzungsgeschwindigkeit ist dementsprechend beim Rot amgrÖßten, beim Violett am kleinsten; im lee I' e n Rau m pflanzen sichalle Farben gleich schnell fort.)Je größer die Brechbarkeit eines LichtstrahIs ist, um so kleinerist seine Schwingungsdauer, um so größer also seine Schwingungszahlund um so kleiner seine Wellenlänge.Die Schwingungszahl (und damit auch die Schwingungsdauer)einer jeden einzelnen Farbe bleibt sich in den verschiedenstenMe die n 0 der l\f i tt eIn gleich, wogegen die Wellenlänge wechselt,da diese aUßer von der Schwingungszahl nocb. von der Fortpflanzungsgeschwindigkeitder Lichtbewegung in deni jeweiligen Medium abhängt(Je =~, Formel 2, S. 98), diese :WortpflanzungsgeschwindignSchule der Pharmazie. TI!. 4. Aufi. 9http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig130 10. Die Lehre vom Licht.keit einer und derselben Farbe aber in verschiedenenMedien - ebenso wie die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der verschiedenenFarben in einem und demselben Medium -verschieden ist. Daher dienen die Schwingungszahlen zurstrengen Charakterisierung und Unterscheidung der verschiedenenI

Digitale Bibliothek Braunschweig10. Die Lehre vom Licht. 131Je zwei Farben, die zusammen weißes Licht ergeben, heißen komple-)me n t ä r. Sie liegen derartig im Spektrum verteilt, daß ihre mittlere Schwingungszahl(bzw. Wellenlänge) gleich der mittleren Sehwingungszahl (bzw. Wellenlänge)des ganzen Spektrums ist; daher ist der Eindruck, den sie zusammen her.vorrufen,gleich dem Gesamteindruck des Spektrums, d. h. gleich dem des weIßenLichtes.Blickt man einige Zeit anhaltend auf einen flubigen Gegenstand und danachschnell auf eine weiße Fläche, so erscheint das negative N ach b i 1 d, welchesman erhält (vgl. S. 128), in der kom pIe m en tär en Fa I' be des Gegenstandes.Dies erklärt sich so, daß, wenn der Gegenstand z. B. rot ist, die Netzhaut­Elemente unseres Auges durch das Anblicken desselben für Rot ermüden, so daßsie aus dem Weiß der nachher angeschauten Fläche nur das komplementäre Grünaufzunehmen vermögen, nur für dies empfänglich oder empfindlich sind.Die natürlichen Farben der Körper (insbesondere der alsFarbstoffe dienenden) kommen dadurch zustande, dafi die KörperLicht von anderer Brechbarkeit reflektieren oder hindurchlassen,als sie absorbieren (vgl. S. 109), so dafi von dem gesamten weißenLicht, das auf die Körper fällt, ein Teil - mit anderer mittlererBrechbarkeit, als sie dem weißen Lichte zukommt - reflektiert bzw.hindurchgelassen wird. In der Farbe dieses reflektierten bzw. hindurchgelassenenLichtes wird der Körper von .uns geschaut. Soerscheint uns z. B. ein Körper blau, wenn er von dem auf ihnfallenden weißen Lichte alle anderen als die fraglichen blauen Strahlenabsorbiert, diese aber reflektiert bzw. hindurchläßt. Die K ö I' per -farben sind also Restfarben (die nach erfolgter teilweiser Absorptionübrig bleiben). Ein weißer Körper ist ein solcher, der alleauf ihn fallenden Farbenstrahlen in gleicherWeise reflektiert. EinKörper, der alle Farbenstrahlen hindurchläfit, ist farblosdur eh sie h t i g (z. B. Glas, 'Wasser usw.). Erscheint ein Körperbei dur c h geh end e m Lichte weiß, so beruht dies darauf, dafidas Licht nicht glatt hindurch gelassen wird, sondern infolge derLagerung der Teilchen des Körpers an diesen eine - vollständige -Re f 1 e x ion erfährt. Eine derartige vollständige Reflexion ist auchdie Ursache des weißen Aussehens sonst farbloser oder farbigerKörper, die künstlich zerkleinert sind oder sich auf natürlichem Wegeaus zahlreichen Partikeln aufgebaut haben; Beispiele: gepulvertesGlas, Koch- und Stückenzucker, Salz, Schnee, Marmor, Alabaster,Bierschaum usw. (vgl. S. 21). Ein schwarzer Körper absorbiert allesauf ihn fallende Licht (vgl. S. 110).Die Reflexion des Lichtes erfolgt nicht unmittelbar an der Oberflächedes reflektierenden Körpers, sondern nach dem Eindringender Lichtwellen in die obersten molekularen Schichten des Körpers,so daß das von uns gesehene I' e f 1 e k t i e l' te farbige Licht ei gen t­lieh durchgelassenes Licht ist. Die Oberfläche selbs.treflektiert genau dasjenige Licht, das auf sie fällt, was man erkennt,wenn die Oberfläche s pie g e In cl e Beschaffenheit besitzt, d. h. diebenachbarten Oberflächenteilchen möglichst alle gleich oder (bei gekrümmtenSpiegelflächen) nur wenig abweichend gerichtet sind.Eine Ausnahme machen die Körper mit sogenannten 0 b e r f I ä ehe n f a r b eH,z. B. Fuchsin, Chlorophyll, clas mit Kobalt blau gefärbte Boraxglas u. a. Beiihnen ist die reflektierte Farbe nie h t gl e ich der Durchlafifal'be, sondern kom-9*http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig132 10. Die Lehre vom Licht.pie m e n t ä r zu ihr (bei dem in durchgehendem Lichte rot aussehenden Fuchsinz. B. grün). Die Oberfläche solcher Körper ist glänzend, so dafi es den Anscheinerzeugt, als beruhte die Oberflächenfarbe (reflektierte Farbe) anf einfacher Spiegelung;da aber die Reflexion eine aus w ä h I en deist (es werden eben ni ch t a 11 efarbigen Bestandteile des auf die Körper fallenden Lichtes reflektiert, denn dieKörper erscheinen ja im gewöhnlichen weifien Tageslichte gefärbt), so mufi auchhier ein Eindringen des Lichts in die oberflächlich gelegenen Schichten stattgefundenhaben, aber wahrscheinlich nur in die a1l ero bers t en Lage n derMol e k ü I e, so dafi die reflektierte Farbe gleich der bei dnrchgehendem Lichtabsorbierten ist (also noch keine Absorption stattgefunden hat). Die Erscheinungder Oberflächenfarben steht in Beziehnng zur Fluoreszenz und zur anomalenDispersion. (V gl. die davon handelnden Abschnitte.)Dafi Farbstoffe, die komplementär sind, bei ihrer Mischung keine weifieMischfarbe geben - sondern z. B. gelber und blauer Farbstoff Grün - rührtdaher, dafi keine natürliche Farbe re i n ist; eine gelbe Flüssigkeit läfit demgemäfiaufier Gelb auch einen Teil des im Spektrum benachbarten Grüu hindurch,und desgl. eine blaue Flüssigkeit; in einer Mischung beider ist also Gründie einzige Farbe, die beide durchlassen, während Gelb durch die blaue Flüssigkeit,Blau durch die gelbe absorbiert wird; die Mischung mufi daher grün erscheinen.'Vird ein Körper mit andere mals w ei fi e m L ic h t beleuchtet, so erscheiut,er andersfarbig als in letzterem. Besonders auffallende Beispiele bilden blaue undgrille Körper, die man im Lampenlicht betrachtet, weil in diesem die blauen Strahlensch wächer als im Tageslicht vertreten sind, so dafi sogar die F la m m e, besondersim Vergleich mit elektrischem Licht oder l\;fondlicht, die beide reich an blauenStrahlen sind, r ö tl ich erscheint. Demgemäß sind auch die Schatten, die eingl eichzeitig auf verschiedenen Seiten von Lampenlicht und Mondlicht beleuchteterKö rper auf einer weifien Fläche erzeugt, verschiedenfarbig: der Lampenschattenist bläulich, der Mondschatten rötlich. (Goethe.) - In homog.enem Lichte,z. B. dem gelben Lieht einer durch Kochsalz gefärbten Flamme des Bunsenbrenners,vers c h wi n den alle F ar ben un t er s ch i e d e. Die Körper sehenim genannten Beispiel nur noch heller oder dunkler gel b oder aber völligsc h war z aus, da kein anderes Licht als gelbes da ist, das sie reflektierenkönnten.Achromatische Linsen. Verschiedene Stoffe können, trotzdem sie fürdie mittleren Strahlen des Spektrums nahezu dasselbe Brechungsvermögen besitzen,doch ein sehr ungleiches Fa r be nz e l' s t r e u u n g s vermögen haben, sodaß sie Spektren von sehr verschiedener L 11, ng e geben. Hohes Farbenzerstreuungsvermögenbesitzen z, B. das (bleihaltige) Flintglas und der Schwefelkohlenstoff.Wenn zwei Prismen oder Linsen, deren Stoffe bei nahezu gleichem mittlerenBrechungsvermögen ein sehr ungleiches Farbenzerstreuungsvermögen besitzen(z. B. Flintglas und Crownglas), miteinander vereinigt werden, so läßt·es sich erreichen, dafi die durchgehenden Strahlen bzw. die erzeugten Bilderkeine chromatische Abweichung (farbige Säume) und damit keine Undeutlichkeitaufweisen. (V gl. S. 123: achromatische Doppellinsen.)Fluoreszenz. Wie oben erwähnt, reflektieren nicht alle Körper dieselbeLichtsorte , die sie hindurchlassen (so dafi sie beim Daraufsehen und beim Hindurchsehennicht gleich gefärbt erscheinen). Eine Ausnahme bilden die mit Oberflächenfarbenversehenen Körper. Eine weitere, aber von jen er nich t s tre n ggeschiedene Ausnahme wird durch die schillernden oder fluoreszierendenKörper gebildet. Die Eigenart der letzteren, die sie von den Körpern mit Oberflächenfarbenunterscheidet, besteht darin, dafi das von ihnen reflektierte Licht- das sogenannte Fl u ore sz enzli c h t - e ig en e s Lic h t ist, d. h. nicht Licht,das durch einfache auswählende Reflexion dem auf die Körper gefallenenLichte entnommen worden, ist, sondern das infolge eines Umwandlungsproz e s ses innerhalb der oberflächlich gelegenen molekularen Schichten derKörper neu entstanden ist. So erzeugt z. B. blau-violettes Licht, das sich infolgedes Durchtrittes von weißem Licht durch eine Lösung von Kupferoxydammoniakgebildet hat, wenn es auf fluoreszierendes Uranglas fällt, ein grünesLich t, wie es die genannte Lösung nicht hindurchläfit, sondern absorbiert, wiehttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig10. Die Lehre vom Licht. 133es also in dem blauvioletten Lichte nicht, auch in keiner verdeckten Form, enthaltengewesen sein kann.Der Name .Fluoreszenz" stammt daher, daß die Erscheinung zuerst aneinem F I u 0 r enthaltenden Mineral, dem Flußspat, studiert worden ist. GewisseSpielarten desselben sehen bei durchgehendem Lichte g r ü n oder nahezu fa r b­los, bei auffallendem Lichte dagegen schön b lau aus.Sonstige Stoffe, die die Eigenschaft der Fluoreszenz besitzen, sind das Petroleum(mit blauem Fluoreszenzlicht) , die Lösung des Askulins, eines in der,Rinde der Roßkastanie enthaltenen Stoffes (mit blauem Fluoreszenzlicht), dasUranglas (mit grünem Fluoreszenzlicht), die Lösung des Fluoreszeins (mit grünemFluoreszenzlicht) ; in durchgehendem Lichte sehen alle die s e Körper gelblichaus. Ferner sind zu nennen: die Lösung des schwefelsauren Chinins (mit blauemFluoreszenzlicht , in durchgehendem Lichte farblos), die Eosinlösung (mit gelbgrünemFluoreszenzlicht , in durchgehendem Lichte rot), die ätherische Chlorophyllösung(mit rotem Fluoreszenzlicht , in durchgehendem Lichte grün), dieCurcumatinktur (mit grünem Fluoreszenzlicht , in durchgehendem Lichte gelbbraun),das Bariumplatincyanür (ein grünliches Salz, mit grünem Fluoreszenzlicht)u. a. m.Das Fluoreszenzlicht tritt nicht in jedem Lichte, sondern nur bei Bestrahlungmit gewissen Lichtarten deutlich und kräftig hervor, besonders mit Sonnenlichtund Magnesiumlicht , während z. B. im gewöhnlichen Lampenlicht die Erscheinungennur schwach oder gar nicht erkennbar sind Jenes wirksame Lichtzeichnet sich durch den Gehalt an blauen und violetten Strahlen aus. Fernergeht dem Lichte, wenn es eine hinreichend dicke Schicht einer fluoreszierendenSubstanz durchdringt, dadurch die Fähigkeit verloren, eine zweite Menge derseiben Substanz abermals zur Fluoreszenz zu bringen; woraus zu schließen ist,daß ein fluoreszierender Körper durch solche Bestandteile desLichtes zur Fluoreszenz gebracht wird, die er absorbiert. -Entdeckt wurde die Fluoreszenz von Brewster (1838) und Herschel, genaueruntersucht von S t 0 k e s (1852).Lumineszenz. Die Fluoreszenz gehört zu einer größeren Gruppe von Erscheinungen,die sämtlich auf der Produktion eigenen Lichtes durch die Körperohne entsprechende Temperatursteigerung (d. h. ohne die beim Leuchten glüh enderKörper auftretende Wärmeerhöhung) beruhen und die unter dem NamenLumineszenz zusammengefaßt werden. (Vgl. S. 109.) Je nach der Ursacheder Lichterregung kann man folgende Arten der Lumineszenz unterscheiden:a) Die Ph 0 t 01 um i n e szenz, welche die Fluoreszenz und die Phosphoreszenz umfaßt;beide entstehen durch die Einwirkung des Lichts, aber während die Fluor~szenznur so lange vorhanden ist, als die Bestrahlung der Körper dauert, trittdIe Phosphoreszenz entweder erst na eh erfolgter Einwirkung auf die Körperein, oder sie erlischt doch auf alle Fälle nach diesel' Einwirkung nicht sogleich,sondern besteht (oft stunden- und tagelang) fort. Phosphoreszenz zeigen besondersdie Schwefelmetalle der alkalischen Erden. Die Balmainsche Leuchtfarbeoder Leuchtmaterie besteht hauptsächlich aus Schwefel calcium mit einer kleinenBeimengung von "\Vismutsalz. Die sog. Bologneser Leuchtsteine werden durchGlühen von Schwerspat mit Kohle erhalten. - Obgleich die Erscheinung derPhosphoreszenz ihren Namen einst nach dem Phosphor erhalten hat, mUß des s enLeuchten jetzt, nach der fortgeschrittenen Erkenntnis der Wissenschaft, unterdie Chemilumineszenz (vgl. diese) gestellt werden. b) Die T herrn 01 u min e sz enz.Sie tritt infolge von Erwärmung auf, noch ehe auch nur entfernt von einemGlühen die Rede ist; so beim Diamant und beim FlUßspat. c) Die EIe k t l' 0-lu m in e s z enz entsteht infolge elektrischer Entladungen (vgl. Kapitel 16), unterd~nen besonders diejenigen in verdünnten Gasen namhaft zu machen s.ind, welc~emIt dem Auftreten von Kathoden- und Röntgenstrahlen verbunden smd. d) DIeKris t a 11 0 lu m i n e s zen z läßt sich beim Kristallisieren gewisser Stoffe (arsenige/:läure, Kaliumsulfat, Natriumsulfat), sowie beim mechanischen Reiben, Zerbrechenoder Zerschlagen gewisser Kristalle (z. B. Zucker) beobachten. e) Die Chemilum i n e s zen z. Sie wird durch chemische Prozesse hervorgerufen. So beimPhosphor durch Oxydation. Desgleichen ist auch das Leuchten l~bender Tiere(der sog. leuchtenden Organismen: der Leuchtkäfer, auch Johanms- oder Glüh-http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig134 10. Die Lehre vom Licht.würmchen genannt, und der Leuchtinfusorien, welch letztere das Meeresleuchtenbewirken) auf einen langsamen Oxydationsprozefi zurückzuführen. Die Chemilumineszenzzeigt sich ferner bei leblosen organisierten Stoffen vor der Fäulnisund tritt endlich auf, wenn Formaldehyd und ebenso Traubenzucker bei Zutrittvon Sauerstoff mit Kalilauge erwärmt werden. f) Die Rad i 0 I u m i n e s zen z.Sie ist insofern merkwürdig und unterscheidet sich von allen andern Arten derLumineszenz, als ihre ursächliche Erzeugung nicht in irgend einem Vorgange,sondern in der Natur eines Stoffes, des von Curie und seiner Gattin entdecktenElementes Radium sowie einiger verwandter Elemente begründet ist. Die vondiesen fortdauernd ausgesendeten Strahlen sind -- wenigstens zum Teil - denKathodenstrahlen gleich und sollen daher im Zusammenhange mit diesen inder Elektrizitätslehre ausführlicher besprochen werden. Be c q u e r e I entdecktesie zuerst (1896) an Uranverbindungen, die aus der Joachimstaler Pechblendehergestellt waren, weshalb man sie anfänglich als Becquerelstrahlen bezeichnete.Anomale Dispersion. Körper, welche Oberflächenfarben besitzen (sieheoben), zerstreuen das Licht nicht in der gewöhnlichen Ordnung, sondern erzeugenein Spektrum, in welchem die Farben eine andere Reihenfolge haben. DieseErscheinung wird als an 0 mal e Dis per s ion bezeichnet. (Entdeckt 1870 vonChristiansen, genauer untersllcht von Kundt.) Flillt man z. B. ein Hohlprismaaus Glas mit Fuchsinlösung und betrachtet durch dasselbe einen hellenSpalt im Fensterladen eines dunklen Zimmers, so zeigt das Spektrum, das dannerscheint, folgende Reihenfolge der Farben: blau, violett - hierauf folgt einedunkle Lücke - rot, orange, gelb. Die so n s t nach dem violetten Ende desSpektrums zu gelegenen Farben werden also s eh w ä ehe r gebrochen als die nachdem roten Ende zu gelegenen. Die g r ü n e Farbe fehlt ganz, weil sie - alsOb e rf I ä c h e n f a r be - total reflektiert und teilweise absorbiert worden ist.Arten der Spektren. Je nach der Lichtquelle, der ein Spektrum seineEntstehung verdankt, lassen sich folgende Unterschiede feststellen:1. Feste und flüssige Körper liefern in glühendem Zustande ein kontinuierliches(oder zusammenhängendes) Spektrum, das keinerlei Unterbrechungdurch dunkle Linien zeigt.2. Das Sonnenspektrum ist zwar auch ein kontinuierliches, aber von zahlreichendünnen dunklen Linien - den Fraunhoferschen Linien - derQuere nach durchzogen. Abb. 99 stellt das Sonnenspektrum mit den wichtigsten'n ,;,~:'--v-' heUblauJ -uum 0orallfP. gelb grw.bta:wvi< Zell;A aBC JJ ßb Ji' 914fuß (187 6',)7 589 5Z7 1;31Abb. 99. Spektrum mit den Fraunhoferschen Linien.Fraunhoferschen Linien dar. Dieselben werden (seit Fraunhofer, 1814) mit denBuchstaben A, a, B, C, D, E, b, F, G, H und Bi bezeichnet. Unter den mitgrofien Buchstaben bezeichneten Linien stehen die Wellenlängen , in MilliontelMillimetern ({"u) ausgedrückt, welche das Licht an den betreffenden Stellen einesvöllig kontinuierlichen Spektrums besitzt, wenn die Fortpflanzungsgeschwindigkeit= 300 000 km gesetzt wird. Über dem Spektrum befindet sich die In t e n sitä t s kur v e, welche zeigt, wie sich die Intensität oder Lichtstärke auf dasSpektrum, seiner ganzen Länge nach, verteilt.3. Das Spektrum glühender Gase oder Dämpfe besteht aus farbigen hellenLinien oder Streifen, die durch dunkle Zwischenräume voneinander getrenntsind (Linien- und Bandenspektren).Diese drei Arten von Spektren heifien Ern iss ion s s p e k tr e n.Läfit manhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig10. Die Lehre vom Licht. 1354. das Licht eines glühenden festen Körpers (z. B. eines weißglühendenPlatindrahts) durch einen andern Körper hindurchgehen, ehe es in ein Prismaeintritt, um so ein Spektrum zu liefern, so erhält ma~ ein verschieden geartetesAb so r p ti 0 n S S P e k t I' um, das ein Linien- oder ein Bandenspektrum sein kann undbeim Durchtritt des Lichtes durch gl ü h end e Gas e oder D ä m p f e an denselbenStellen dun k 1 e Linien und Streifen zeigt, wo das unter 3. genannte E m iss ion s­spektrum derselben Gase oder Dämpfe helle (farbige) Linien und Streifenaufweist.Aus dem Letztgesagten ergibt sich der Kirchhoffsche Satz (1860), daßein glühendes Gas (oder Dampf) die Lichtstrahlen absorbiert, die es selber aussendet;was Kirchhoff in anderer Form auch so ausdrückte; Das VerhäItniszwischen dem Emissionsvermögen und dem Absorptionsvermögen ist bei Strahlenderselben "\Vellenlänge für alle Körper bei derselben Temperatur dasselbe.~iera~s ist zu folgern, daß die ~raunhoferschen Linien des Sonnenspektrumsauf dle WeIse zustande kommen, daß das von dem festen oder flüssigen 1 eu c h­te n den Sonuenkern ausgehende Licht durch eine aus verschiedenen Gasartenzusammengesetzte Dampfatmosphäre hindurch mUß, welche den Sonnenkern einhülltund wo es einer mannigfachen Absorption unterliegt. - Das Sonnenspektrumist also ein Absorptionsspektrum.Spektralanalyse; Spektroskop. Die unter 3. genannte Tatsache wirdzur Feststellung der Natur eines Stoffes benutzt. Man nennt dies VerfahrenS p e k tr a 1 ana 1 ys e (entdeckt und eingeführt von Kir chho ff und Bu ns e n,1859). Mittels der Spektralanalyse läßt sich z. B. ermitteln, welche Metalle ineinem Salze enthalten sind oder aus welchen chemischen Elementen ein Gas zusammengesetztist. Wird nämlich ein Salz (und es genügen dazu äUßerstgeringe S pur endesselben) in die Flamme eines Bunsenschen Brenners gehalten,so wird diese gefärbt und gibt ein genaues Linienspektrum des Dampfes desin dem Salze enthaltenen Metalls, so daß an diesem Spektrum das betreffendeMetall erkennbar ist. Ein Gas wird auf die Weise untersucht, daß man es ineine Gei1.ilersche Röhre bringt (siehe Kapitel 14, Abschnitt: "Die elektrischeEntladung in atmosphärischer Luftund verdilnnten Gasen") und elektrischeEntladungen hindurchgehenläßt, wodnrch es zum Glühen gelangt.Das Spektrum wird in beidenFällen mittels eines besonderen Apparats:des Spektroskops, erzeugtund beobachtet. Abb. 100 zeigt dieEinwirkung des Spektroskops nachKirchhoff und Bunsen (auch S pe k -tralapparat genannt), von oben gesehen.l' ist ein Tischchen, auf demdas Prisma P mit senkrechter brechenderKante aufgestellt ist~ Bei Listder Licht gebende Körper (z. B. die.Flamme eines Bunsenschen Brenners,in welche eine kleine Menge des zuuntersuchenden Salzes gehalten wird).Abb. 100. Spektralapparat (Spektroskop) nachK;irchhoff und Bunsen.Die von L ausgesandten Strahlen gelangen zunächst in den sogenan~tenK 0 11 i m a tor (0), ein ROhr, das an dem der Flamme zugekehrten Ende emenverstellbaren Spalt (s) und an dem nach dem Prisma zu gelegenen Endeeine Sammellinse (0 enthält, welche die durch s in das Rohr gelangtenStrahlen parallel macht. (V gl. S. 121.) Nach dem Durchtritt durch das Prismanimmt die nunme~r gebrochenen und zerstreut~n . Str~hlen d~s. (K~plersc~e)Fern I' 0 h I' F auf III dessen äUßeres Ende man hlllembhckt. Bm rIchtiger Elllstellungder beid~n Rohre (heide lassen sich um das Tischchen T in horiz~ntalerEbene drehen) sieht man durch dus Fernrohr d~s Linienspektrum des III derFlamme (L) enthaltenen Metalldampfes. Seist das sogenannte Skalenrohr, dasan seinem änßeren Ende auf d·er Glasplatte eine feine Mikrometerskala trägt, vonwelcher durch die Lichtstrahlen (die von der Kerze K kommen, durch eine Sammel-http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig136 10. Die Lehre vom Licht.linse im Skalenrohr gehen und an der vorderen Fläche des Prismas reflektiertwerden) ein reelles Bild entworfen wird, das durch das Fernrohr F zugleich mitdem vom Kollimator erzeugten Spektrum gesehen wird, so daß die Stellung dereinzelnen Spektrallinien zueinander durch die Skala festgestellt werden kann.Von handlicherer Form ist das geradsichtige Spektroskop oder Spektroskop11 vision directe (Abb. 101), in dem mehrere Prismen aus verschiedenenAbb. 101. Geradsicbtiges Spektroskop.Glassorten, gewöhnlich zwei Flintglas- und drei Crownglas-Prismen (Fl und er),unmittelbar hintereinander liegen, und zwar in der Anordnung, wie die Abbildungzeigt; die brechenden Winkel der drei inneren Prismen sind rechte, die derbeiden äußeren· spitze. Eine solche Prismen· Kombination bewirkt es, daß dasLicht, welches hindurchgeht, zwar gebrochen und zerstreut wird, aber der mittlereTeil des Spektrums in gleicher Richtung wieder austritt, wie er eingetretenist (wie die Abbildung veranschaulicht).. Damit das von der Prismen-Kombination erzeugte Spektrum je nach derSehweite verschiedener -i\.ugen deutlich sichtbar sei,. ist das Rohr RH das außerden Prismen die Kollimatorlinse L und bei 0 die Öffnung für das Auge enthält,in einem zweiten Rohre R 2 verschiebbar, welches bei S den Spalt besitzt,durch den das Licht in das Spektroskop eintritt und der auf diese Weise derKollimatorlinse genähert oder von ihr entfernt werden kann.Wäl'mewirkungen und chemische Wirkungen des Lichts. Von demLichte, speziell vom Sonnenlicht, gehen nicht nur reine Leu c h t wirkungen,sondern auch Wärmewirkungen und chemische Wirkungen aus. Die'V ä l' me wir k u n gen treten auf, wenn Licht auf einen Körper trifft und seitensdesselben eine Absorption erfährt. Die Intensität der Wärmewirkung ist fürverschiedene Teile des Spektrums verschieden und entspricht nicht der Lichtintensität, die im Gelb ihr Maximum hat. (V gl. Abb. 99.) Gewöhnlich liegtdas Wärmemaximum mehr nach dem roten Ende des Spektrums. Bei Anwendungvon Prismen aus verschiedenem Material fanden Melloni und Seebeck dasvVärmemaximum an verschiedenen Stellen des Spektrums: bei einem 'Vasserprismaim Gelb, bei einem Crownglasprisma im Rot und bei einem Steinsalzprismaim Infrarot, d. h. in dem über das rote Ende hinausliegenden unsichtbarenTeil des Spektrums.Man kann dem Lichte seine vVärmewirkung rauben, wenn man es durcheine Kalialaunlösung gehen 11\ßt. Umgekehrt absorbiert eine Lösung vonJod in Schwefelkohlenstoff alles Licht, so daß hinter der Lösung vollkommeneDunkelheit herrscht, w1\hrend die Wärmewirkung ungeschwächt hin·durchgeht.Diese Erscheinungen hat man durch die Annahme der dun kIen 'V ä rm e­s t l' a h I e n zu erklären versucht, die zuerst von W. He rs eh e I (1800) entdecktwurden. Hiernach ist die ge sam t e Strahlung des Spektrums Wärmestrahlung,und die Wärmestrahlen werden in leuch tende Wärm estrahlen oder Lichtstrahlenund in dun k 1 e W ä r me s t rah 1 e n unterschieden. Bei dem Durchtrittvon Licht durch die Kalialaunlösung werden nun die dunklen Wärmestrahlenabsorbiert, die leuchtenden aber nicht; durch die Jodschwefelkohlenstoff-Lösunggehen dagegen die dunklen Wärme strahlen hindurch, während die leuchtendenabsorbiert werden.Die ehe m i s ehe Wirk u n g des Lichtesäufiert sich in verschiedener Weise,indem teils chemische Verbindungen eingeleitet, teils chemische Zersetzungenverahlafit werden. Zu jenen gehört die Vereinigung von Chlor und Wasserstoffzu Chlorwasserstoff. Wird ein Gemenge beider Gase bei mittlerer Temperaturim Dunkeln gelassen, so bleibt es unverändert, im gewöhnlichen Tageslicht findeteine allmähliche Vereinigung statt, und bei direktem Sonnenlicht erfolgt diehttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig10. Die Lehre vom Licht. 137Vereinigung plötzlich und unter Explosion. Auf chemischen Zersetzungs prozessenberuht einerseits das Bleichen, das sich unter dem Einfluß von Licht undPeuchtigkeit vollzieht, und andrerseits der wesentliche Vorgang bei der P ~ 0 t 0 -g l' a phi e. Derselbe besteht darin, daß die Halogenver!:>indu,ngen des SIl~ers(Chlor-, Brom- und Jodsilber: AgCl, AgBr und AgJ) b81 Behchtung reduz18rtwerden, so daß die Subhaloide des Silbers (Ag 2CI, Ag 2Br und Ag2J) entsteh~n,was mit einem Violett- und schliefilich Schwarzwerden der Stoffe verbunden 1st.Doch werden die Halogenverbindungen des Silbers nur dann vom Lichte beeinflußt,wenn bei ihrer Darstellung aus Silbel'llitrat (Höllenstein) und den Halogenverbindungendes Kaliums das erstere im Überschuß vorhanden ist, was besondersvom Jodsilber und Bromsilber, in schwächerem Maße vom Chlorsilber gilt. Esentsteht dabei eine besondere Mo difik a ti on der Halogenverbindungen desSilbers; und man spricht daher von empfindlichem Jodsilber, Bromsilberund Chlorsilber im Gegensatz zu anderen - unempfindlichen - Modifikationenund nennt jene auch +-Jodsilber, +-Bromsilber und + -Chlorsilber.Auch die chemische "Wirkung des Lichtes ist (wie die Wärmewirkung unddie ei gen t I ich e Lichtwirkung oder Leu eh t wirkung) nicht in allen Teilen desSpektrums gleich intensiv. Handelt es sich um die Zersetzung der genanntenSilbersalze, so ist der blau-violette Teil des Spektrums am wirksamsten, undauch darüber hinaus - im dunklen U lt r a v i 0 let t - zeigt sich noch eine beträchtlichechemische Wirkung. Also wieder ist keine Übereinstimmung derLeuchtwirkung des Lichtes mit seiner chemischen Wirkung vorhanden.Licht, welches durch eine konzentrierte Äskulinlösung von hinreichenderSchichtdicke hindurchgegangen ist, übt keine chemische Wirkung mehr aus ..Durch geeignete Zusätze können die Silberhaloide auch für andere Strahlensortenals die im blau-violetten Teil des Spektrums enthaltenen empfindlichgemacht werden. Derartige Zusätze heißen optische Sensibilisator\)n . . Somacht Korallin (Phenylrot) das Bromsilber für gelbgrüne Strahlen empfindhcll.Andere optische Sensibilisatoren sind Eosin, Erythrosin usw. Die Wirksamkeitderselben, z. B. des Korallins, beruht darauf, dan dieser Stoff gelbes und grünesLicht absorbiert und dasselbe dadurch photographisch wirksam macht. (E der.)Die farbigen Photographien verdanken ihre Entstehung einesteilsdem Phänomen d ü n n er BI ä t t ehe n, die sich durch die geeignete Abschei·dung verschieden starker Schichten von Silberbromür, Ag 2 Br, bilden. (V gl.über die Parben dünner Blättchen den folgenden Abschnitt.)Eine zweite Art der Photographie in natürlichen Parben, dieaber das Problem nicht unmittelbar angreift, sondern an ihm vorbei, auf einemUmwege, zu dem gewünschten Resultat zu kommen sucht, besteht darin, daIiman den Gegenstand entsprechend den von Helmholtz angenommenen dreiphysiologischen Grundfarben Rot, Grün und Violett dreimal mit durch geeigneteSensibilisatoren rot-, grün- und violettempfindlich gemachten Platten aufnimmt.Von dieseu negativen Aufnahmen werden positive Glasbilder hergestelltund mittels eines Lichtbilderapparats die drei Bilder auf dieselbe Stelleeines optischen Schirms projiziert, wobei man· in den Gang der Lichtstrahlendes ersten Bildes ein rotes Glas, in den des zweiten ein grünes und den desdritten ein violettes Glas bringt; so erscheint ein kombiniertes Bild in den ursprünglichen- natürlichen - Farben. (Ives'sches Verfahren, 1888; verbessert vonDonath und Miethe, 1903).Die Gebrüder Lumiere wendeten noch ein anderes Verfahren an, bei demdie photographische Platte mit zahlreichen äußerst feinen Parbstoff-Köl'llchenin den Heimholtzsehen drei Grundfarben bedeckt war; wurde dann in der lich~empfindlichenSchicht ein Bild erzeugt, so wurden an den roten Körnchen eheroten Lichtstrahlen wirksam, an den grünen Körnchen die grünen, an den violettenKörnchen die violetten Lichtstrahlen (weil ein l' 0 t e l' Farbstoff nur Rotreflektiert, bzw. hindurchläßt , alle anderen Lichtstrahlen aber ab s 0 l' b i e r t,usw.); die Wirkungen verschiedenfarbiger beieinander liegender Körnehen bei der Betrachtung der Photographie a d die l' t e n sich, weil die Bilderderselben wegen ihrer aUßerordentlichen Kleinheit auf das sei be Netzhautelementfielen, so daß also alsdann auch die 1\1 i s c h f a r ben - physiologisch -zustande kamen. (Additive Farbensynthese.)http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig138 10. Die Lehre vom Licht.Interferenz des I .. ichtes; Bengnng oder Diffraktion. In t e r -fe ren z des Lichtes entsteht (vgl. S. 99), wenn die Strahlen zweierbenachbarter gleichartiger Lichtquellen zusammentreffen. Geschiehtdie Begegnung in einem Punkte, dessen Entfernungen von den beidenLichtquellen (Strahlenpunkten) sich um ein Vielfaches einer ganzenWellenlänge oder anders gesprochen: um ein ger ade s Vielfacheseiner halben Wellenlänge unterscheiden, so tritt eine Verstärkungdes Lichtes ein; geschieht die Begegnung in einem Punkte, dessenEntfernungen von den beiden Lichtquellen sich um ein ungeradesVielfaches einer halben Wellenlänge unterscheiden, so tritt eine Auslösclmngdes Lichtes ein. Es entsteht dadurch auf einem das Lichtauffangenden Schirm ein System paralleler, abwechselnd heller unddunkler Streifen: Interferenzfransen oder -streifen. (Entdeckt wurdedie Interferenz des Lichtes durch Thomas Young, 1800.)Besitzen die Lichtquellen einfarbiges oder homogenes Licht, so istaufier dem Unterschied von Hell und Dunkel kein weiterer zu bemerken; Interferenzstreifendagegen, die· durch w eiß es, also zusammengesetztes Licht hervorgerufenwerden, erscheinen nicht allein hell und dunkel, sondern sie sind -ausgenommen der mitteIste helle Streifen - farbig gesäumt (außen rot, innenviolett), was sich aus der Verschiedenheit der Wellenlängen der verschiedenenSpektralfarben erklärt.Die Interferenz-Erscheinungen des Lichtes sind nur erklärbar, wenn mandas Licht als eine 1,Vellenbewegung ansieht. Ihr Dasein ist also ein Beweis fürdie Wellennatur des Lichts.Geht Licht durch einen schmalen Spalt, so breiten sich die Atherwellenseitlich aus (vgl. S. 100), und es findet zwischen den von den einzelnen Punktendes Spaltes ausgehenden \Vellensystemen Interferenz statt, so daß das auf einemSchirm aufgefangene Bild des Spalts nicht nur verbreitert erscheint, sondernzugleich beiderseits von Interferenzfransen durchsetzt ist. Diese Erscheinungheißt Beugung oder Diffraktion des Lichtes. (Grimaldi,1663.)Ist das durch den Spalt gehende Licht w eiß, so sind die Interferenzfransenfarbig gesäumt, und zwar kehrt jeder Saum das Violett dem in der Mittedes Beugungsbildes befindlichen Weiß zu, während das Rot aUßen liegt. Das1,Veiß in der Mitte erklärt sich daher, dafi daselbst von allen Punkten desSpaltes aus Wellen mit annäherend gleichen Phasen zusammentreffen, während insei t I ich gelegenen Punkten des Schirms die von den verschiedenen Punktendes Spaltes kommenden Wellen auf ungleich langen Wegen, also nacheinandereintreffen, so dafi Phasen unterschiede vorhanden sind, welche die Entstehung derInterferenzfransen bewirken; da nun das Violett VOll allen Spektralfarben diekleinste, das Rot die größte Wellenlänge besitzt, so werden die dem Violett entsprechendenInterferenzstreifen am schmalsten, die dem Rot entsprechenden ambreitesten sein, und es mUß in jedem Farbensaum das Violett am wenigsten, dasRot am meisten entfernt von der Mitte auftreten. - Bei Anwendung homogen enLichtes, das ein ein farbiges Beugungsbild (von der Farbe des angewandtenLichtes) zeigt, in dem nur hellere oder dunklere Streifen zu beobachten sind,tritt der Unterschied der Breite der Interferenzstreifen deutlich hervor: rotesLicht gibt die breitesten Streifen und demgemäß auch das breiteste Beugungsbild, wünes Licht liefert. Streifen und Beugungsbild von mittlerer Breite, undbeim \ iolett sind Streifen und Beugungsbild am schmalsten.Eine kr eis f Ö r m i g e Öffnung ruft Interferenz r i n ge hervor.Die Beugungs-Interferenzstreifen gestatten die genaueMessung der Wellenlängen der verschiedenen Lichtgattungen{verschiedenen Farben).Auf Beugung beruhen die farbigen Erscheinungen, die man beim Betrachteneiner Flamme durch die Fahne einer Vogelfeder, durch eine behauchte Glasscheibeoder beim Blinzeln durch die Augenwimpern wahrnimmt. Ferner ist die.Erscheinung der grofien Sonnen- und Mondringe auf Beugung zurückzuführen,http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig10. Die Lehre vom Licht. 139die durch in der Luft schwebende, schleierartig ausgebreitete Cirruswolken, welcheaus Eiskristallen bestehen, bewirkt wird.Endlich werden auch die Fa r ben d ü n n erB 1 ä t t c he n (Seifenblasen, aufWasser ausgebreitetes Terpentinöl oder Petroleum, Anlauffarben des Stahls beimErhitzen usw.) durch Interferenz hervorgerufen, welche infolge der doppeltenReflexion des Lichtes von der oberen und der unteren Begrenzungsfläche derBlättchen entsteht.Gitterspektren - Nobertsche Gitter. (V gl. S. 124.)Polarisation des Hchts. Wenn man auf einen Spiegel vonschwarzem Glase (Abb. 102, SI) einen Lichtstrahl (AB) unter einemEinfallswinkel von 55° (ABE)fallen läßt, so hat der reflektierteStrahl (BC) ~ Eigenschaftenals der einfallende sowiejeder gewöhnliche Lichtstrahl.Fängt man ihn nämliehauf einem zweiten Spiegel(S'2) auf, so wird er von diesemnicht in allen Lagen des Spiegelsweiter reflektiert. SindbeideSpiegel einander parallel,wie in der Abbildung, so erfolgtReflexion (in der RichtungCD); wird der Spiegel 8 2aber um die Richtung desStrahls BC als Achse gedreht,so daß der Einfallswinkel (BCF)stets derselbe bleibt, so unterbleibtdie Reflexion, wenn derAbb. 102. Polarisation eines Lichtstrahls.Spiegel S2 um 90 0 gedreht worden ist; bei 1800 Drehung ist wiederReflexion vorhanden; bei 270 0 Drehung ist sie abermals aufgehoben.Diesen Sachverhalt erkennt man, wenn man in der Richtung DCauf den Spiegel 8 2 blickt, während auf SI in der Richtung AB ein Lichtscheinfällt; bei 90 0 und 270 0 Drehung erscheint dann der Spiegel 8 2dunkel; bei langsamem Drehen tritt die Verdunklung allmählich ein.Man nennt einen Lichtstrahl von der geschilderten Beschaffenheitdes reflektierten. Strahls BC pol ar i sie l' t, die geschilderte Erscheinungheißt die Polarisation des Lichts (Malus, 1808).Dieselbe findet in folgender Annahme ihre Erklärung: Die Äther-Schwingungen,welche das Licht ausmachen, erfolgen t ra n s ver s al (vgl. S. 99 u. 106),d. h. q u e r zur Fortpflanzungsrichtung oder zum Licht s t rah I, während z. B. dieSchwingungen eines durch die Luft sich fortbewegenden Schalls parallelzur Fortpflanzungsrichtung oder Ion g i t ud in a I erfolgen. Handelt es sich nuuum ge w ö h nl ich e s - nicht polarisiertes - Licht, so finden die transversalen~chwingungen nach allen Richtungen senkrecht zum Lichtstrahl statt, während!m p ola ri si e rt en Lichtstrahl die Ätherteilchen - gleichfalls transversal - nur111 einer Ebene schwingen, die den Lichtstrahl enthält!). Wir müssen ferner1) Bei der Annahme, dan das Licht in longitudinalen Ätherschwingungenbestehe, würden die Polarisationserscheinungen vollkommen unerklärlich sein.Ein Lichtstrahl müfite sieh dann nach jeder Richtung hin gleieh verhalten. DieTatsache der Polarisation zwingt also zu der Annahme, dafi das Lieht transversalschwingt.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig140 10. Die Lehre vom Licht.zur Erklärung annehmen, daß diese Ebene die von dem polarisierten und demihn erzeugenden Lichtstrahl gebildete ist. Sie wird die Pol a r isa t ion s e be n egenannt. Innerhalb clerselben kann der Strahl w ei te r reflektiert werden. 'Vennnun der Spiegel S2 (Abb. 102) um 90 0 gedreht ist, so steht die Reflexionsebene(BOF) zur Polarisationsebene (ABO) senkrecht. Da die Ätherteilchen des StrahlsBO nur in dieser schwingen, in jener es nicht können, so kann der Strahl BOauch nicht in jener Ebene (BOF) reflektiert werden - er wird ausgelöscht.Eine Polarisation erfolgt bei der Reflexion an Glas auch unteranderen Winkeln als dem angegebenen (von 55°), aber nur unvollst ä nd i g, d. h. es tritt bei Drehung des Spiegels Ba um 90° nureine Verminderung der Helligkeit, keine völlige Verdunklung ein.Bei einer Reflexion unter einem Winkel von 90° erfolgt keine Polarisation.Der Winkel der vollständigen Polarisation oder Pol a r i -sationswinokel ist bei verschiedenen Stoffen verschieden.Wie durch Reflexion, so läßt sich auch durch B r e c h u n gpolarisiertes Licht gewinnen; und zwar teilweise polarisiertes durchBrechung in iso t r 0 p e n K ö r per n, d. h. in Körpern, die nachallen Richtungen hin dieselben physikalischen Eigenschaften besitzen(vgl. S. 28); v 011 ständig polarisiertes Licht dagegen durch Brechungin an iso t I' 0 P e n Körpern, d. h. in solchen Körpern, die in verschiedenenRichtungen verschiedene physikalische Eigenschaften auf·weisen. Anisotrop sind alle Kristalle aUßer denen des regu­I är e n S y s t e m s, welchEl ihrerseits zu den isotropen Körpern gehören.Doppelbrechung. Wenn ein Lichtstrahl durch einen anisotropenKörper, z. B. einen Kalkspatkristall (hexagonales System), hindurchgeht,so wird er im allgemeinen doppelt gebrochen, was mandaran erkennt, daß ein Punkt, den man durch den Kalkspatkristallbetrachtet, doppelt erscheint. (Ba I' th 0 li n u s, 1669.) DiejenigenRichtungen eines doppeltbrechenden (anisotropen) Körpers, in denender Lichtstrahl keine Doppelbrechung erfährt, nennt man optischeAch sen. Gewisse Kristalle haben ein e optische Achse, anderehaben zwei.Optisch einachsig sind alle Kristalle des quadratischenund des hexagonalen Systems. Beide Systeme sind dadurchausgezeichnet, daß die zu ihnen gehörigen Kristalle ein e Hauptachsehaben, die auf der Ebene der (zwei bzw. drei) g lei ehe nund miteinander gleiche Winkel bildenden Nebenachsen se nkr e eh tsteht; mit dieser Hauptachse fällt die optische Achse zusammen.Optisch zweiachsige Kristalle sind alle diejenigen, derendrei kristallographische Achsen ver sc h i e den e L ä n ge besitzen,nämlich die Kristalle des rh ombi sch en, des mon oklin en unddes triklinen Systems; und hier fällt mit keiner der kristallographischenAchsen eine optische Achse zusammen.Die bei den Strahlen, in welche ein Lichtstrahl beim Durchgangdurch einen Kristall infolge von Doppelbrechung zerlegt wird,sind stets vollständig polarisiert. Dies erkennt man daran,daß jeder der Strahlen, wenn er in ein z w e i t e s doppeltbrechendesMittel eintritt, ni c h tim m e I' eine abermalige Doppelbrechunghttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig10. Die Lehre vom Licht. 141erfährt. ]'olgender Versuch macht dies und die Art der Polarisierungklar:Man legt ein Kalkspat-Rhomboeder auf ein weißes Blatt Papier, auf welchemein schwarzer Punkt gezeichnet ist. Dreht man den Kristall, so bleibt von denzwei Bildern des Puuktes, welche man durch ihn sieht, eins stehen, währenddas andere sich um jenes herumbewegt. Den Strahl, dem das erste Bild entspricht,nennt man den 0 rd en t li eh en (oder 01' di n ären), d\)njenigen, dem daszweite Bild entspricht, den aUßerordentlichen (oder extraordinären)Strahl.Man legt nun auf den auf dem Papier befindlichen Kristall noch einenzweiten Kristall; derselbe nimmt mit jedem der beideu durch den ersten Kristallerzeugten Bilder im allgemeinen abermals eine Zerlegung in zwei Bilder vor, sodaß jetzt im ganzen vi e r Bilder zu sehen sind. 'Wird aber der obere Kristallg e d reh t, während man den unteren festhält, so verschwinden abwechselnd zweivon den vier Bildern, so oft die Hau pt s.c h n i t t e beider Kristalle, d. h. die dieHauptsache enthaltenden oder ihr parallel liegenden Ebenen, 1. zu sam m enfallenoder 2. rechtwinklige Stellung zueinander einnehmen.Der Grund für diese Erscheinung ist der, daß der ordentliche Strahl inder Ebene des Hauptschnitts, der aUßerordentliche Strahl in einer darauf sen k­rechten Ebene polarisiert ist. Fallen nUn die Hauptschnitte der beidenKristalle zusammen, so wird der ordentliche Strahl des unteren Kristalls, ohneweitere Zerlegung zu erfahren, als ordentlicher, der autierordentliche Strahl alsaUßerordentlicher im oberen Kristall fortgepflanzt: zwei Bilder. Stehen die Hauptschnitterechtwinklig zueinander, so wird der ordentliche Strahl des unteren Kristallsim oberen Kristall zum aUßerordentlichen Strahl und umgekehrt: wiederum zweiBilder. Sind aber die Hauptschnitte schiefwinklig gegeneinander geneigt, soerfährt jeder der den unteren Kristall verlassenden Strahlen - da die Polarisationsebenenbei der Kristalle (der Hauptschnitt und die darauf senkrechte Ebene)nicht zusammenfallen - eine abermalige Zerlegung in zwei Strahlen, die nachdem Hauptschnitt des oberen Kristalls und der darauf senkrechten Ebene polarisiertsind: vier Bilder.Daß in einem nicht regulären Kristall überhaupt eine Zerlegung einesLichtstrahIs in zwei, also eine Doppelbrechung stattfindet, liegt daran, daß dieoptische Dichte eines solchen Kristalls in verschiedenen Richtungen verschiedenist. In einer Achsenebene (sowie jeder dazu parallelen Ebene), welche nur gleichwertige(in erster Linie: gleich lange) Achsen enthalt, ist - bei regulären undoptisch einachsigen Kristallen - die optische Dichte nach allen Richtungenhin die gleiche, und ein Lichtstrahl, der senkrecht zu ihr verläuft, dessen Atherschwingungenalso in irgend einer Richtung in sie hi ne in erfolgen, geht unzerlegtoder einfach weiter.Nach dem Gesagten ist die Brechung ftir den ordentlichen und den autierorrl~ntlic~enSt!ahl ein~ ver s chi e den art i g e; für jenen erfolgt sie .bei denoptIsch emachslgen KrIstallen nach dem auf S. 116 angeführten SnellmsschenBrechungsgesetz, für diesen nach einern weniger einfachen Gesetz; bei denoptisch zweiachsigen Kristallen befolgt keiner der beiden Strahlen das SnelliusscheBrechungsgesetz. Die Brechung des autierordentlichen Strahls ist beimKalkspat wie bei einer Reihe anderer optisch einachsiger Kristalle einesc h wach e re als die des ordentlichen Strahls; man nennt die Kristalle, beidenen dies der Fall ist, ne ga ti v. Dagegen heißen diejenigen optisch einachsigenKristalle pos i t i v, bei denen der aUßerordentliche Strahl s t ä r k erg e b r 0 c h e nwird als der ordentliche (Beispiel: Bergkristall).Polarisations-Apparate. Um die Eigenschaften des pOlarisierten \Lichtes genauer zu studieren, bedient man sich der Polarisations- \a p par a t e. Dieselben sind aus zwei Hauptteilen zusammengesetzt: Ider polarisierenden und der analysierenden Vorrichtung;durch jene wird der polarisierte Lichtstrahl hervorgebracht, mittelsdieser wird seine nähere Beschaffenheit festgestellt.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig142 10. Die Lehre vom Licht.Da das Vorhandensein z w eie I' polarisierter Strahlen Verwirrunganrichten würde, so mUß, wenn die Polarisation durch Brechungbewirkt wird, einer der Strahlen beseitigt werden.Dies geschieht z. B. durch Anwendm1g zweier," der Säulenachseparallel geschnittener Turmalinplatten , die gegeneinander drehbarsind (Turmalinzange); der Turmalin absorbiertden ordentlichen Strahl fast vollständig, so daßnur der aUßerordentliche Strahl hindurchgelassenwird. Hält man nun zwei gleichgeschnitteneTurmalinplatten über- oder voreinander und drehtsie so lange, bis die Richtungen der Säulenachsenrechtwinklig zueinander stehen, so geht gar keinB Licht hindurch: die Turmalinplatten erscheinenschwarz.Auf andere 'V eise wird der ordentliche Strahlim Nicolschen Prisma (1828) beseitigt. Einlänglicher Kalkspatkristall (Abb. 103), dessen Endflächenso zugeschliffen werden, daß sie mit denSeitenflächen Winkel von 68° .bilden, wird rechtwinkligzu den neuen Endflächen (in der RichtungSS) durchschnitten, und die beiden Stückedes Kristalls werden längs der Schnittflächendurch eine Schicht von Kanadabalsam wieder zusammengekittet:Trifft nun ein Lichtstrahl (AB)parallel der Längsrichtung des so entstandenenvierseitigen Prismas auf eine der Endflächen, sowird er durch Doppelbrechung in den ordentlichenStrahl BC und den aUßerordentlichenAbb.l03. Nicolsches Prisma. Strahl BD zerlegt. Infolge der eigenartigen Wahlder Schnittfläche (88) wird der erstere (BC) vonder Balsamschicht total reflektiert und tritt aus dem Kristall bzw.Prisma seitlich aus, während der aUßerordentliche Strahl (BD), dersenkrecht zum Hauptschnitt polarisiert ist, durch die Balsamschichthindurchgeht und in der Richtung EP, parallel zu AB, austritt. Derletztere Strahl wird als polarisiertes Licht benutzt.Durch Verbindung zweier Nicolscher Prismen (zweier "Nicols")erhält man einen Polarisationsapparat, der ähnlich einer Turmalinzangewirkt. Hat der zweite Nicol dieselbe Richtung wie der erste,so durchdringt das aus dem ersten kommende Licht den zweiten,und der letztere erscheint hell; wird aber der zweite Nicol um 90°gedreht, so daß die Hauptschnitte beider rechtwinklig zueinanderstehen, so geht das Licht durch den zweiten Nicol nicht hindurch,und der letztere erscheint dun k e 1.Der erste - vordere .- Nicol heißt der Pol a I' isa tor, derzweite - hintere - der Analysator.Polarisations-El'scheinun/!,'en. Bringt man eine s eh r cl ü n ne Platteeines optisch einachsigen oder auch zweiachsigen Kristalls, we 1 ehe so geschnittenoder gespalten ist, daß die 'optische Achse, bzw. diebeiden optischen Achsen in der Schnittebene liegen, zwischenhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig10. Die Lehre vom Licht. 143Polarisator und Analysator eines Polarisationsapparats, so dafi also pol ar i sie l' t e sLicht (vom Polarisator erzeugt) durch die Kristallplatte hindurchgeht und danachdurch den Analysator betrachtet wird, so erscheint die Kristallplatte imallgemeinen ge f ä r b t. Die Farbe hängt von der Dicke der Platte ab und ändertsich, je nachdem die Kristallplatte selbst oder der Analysator ge d reh t wird.- Besonders geeignet zu dem genannten Versuch ist der Gips.Wendet man eine keilförmig geschnittene Gipsplatte an, so treten paralleleStreifen auf, die verschieden gefärbt sind - nach der Art der F ar bend ü n n erB 1 ä t t c h e n (S. 139). Dieser Umstand deutet darauf hin, dafi die Erscheinungauf Interferenz zurückzuführen ist, welche sich zwischen z w eiStrahlensinstellt, in die der polarisierte Lichtstrahl beim Eintrittin den Kr ist a 11 z erle g t wird. Ist das Licht, welches durch den Gipskeilgeht, nicht das gewöhnliche weifie, sondern einfarbiges (homogenes) Licht,so zeigen die parallelen Streifen nur einen Unterschied zwischen hell uud dunkel.'Vird aus einem optisch einachsigen Kristall, z. B. Kalkspat, einePlatte senkrecht zur optischen Achse (die zugleich kristallographischeHauptachse ist) geschnitten, so gehen par a I leI zu dieser Achse verlaufendeLichtstrahlen durch die Platte im allgemeinen wie durch ein unkristallisiertes(isotropes) Mittel hindurch.K 0 n ver gen t gemachte polarisierte Lichtstrahlen (z. B. solche, die durcheine Sammellinse hindurchgegangen sind) verhalten sich anders: sie erzeugenin der durch ein analysierendes Nicolsches Prisma betrachteten Kristallplatte einSystem konzentrischer Farbenringe, welche von einem hellen oder schwarzenKreuz dmchschnitten sind; von einem hellen, wenn die ,Polarisationsebenen vonPolarisator und Analysator zusammenfallen, von einem schwarzen, wenn beidesich rechtwinklig schneiden. Dieses Kreuz entspricht den - in der Mitte desLichtbündels - par a 11 e 1 verlaufenden Strahlen. Die Farbenringe entstehendurch Interferenz.Wird der Analysator um 90° gedreht, so geht jede Farbe in ihre Komplementärfarbeüber, und das Kreuz erscheint statt hell dunkel oder umgekehrt.Bei Anwendung einfarbigen (homogenen) Lichtes fehlen die verschiedenartigen,von seiner Eigenfarbe abweichenden Farben, und es treten in dem Ringsystemnebst Kreuz nur Unterschiede von hell und dunkel auf.a p ti s c h z w ei ach si ge Kristalle liefern, senkrecht zur Halbierungsliniedes von den optischen Achsen gebildeten Winkels zurechtgeschnitten, ein doppel t es, den bei den optischen Achsen entsprechendes Ringsystem.Drehung der Polarisations· Ebene. Eine be s on dere Erscheinungbeobachtet man am Bergkristall, wenn man aus demselbeneine Platte senkrecht zur optischen Achse geschnittenhat und durch dieselbe, nachdem man sie zwischen Polarisatorund Analysator eines Polarisationsapparats gebracht hat,entweder parallele oder konvergente Lichtstrahlen hindurchgehenläßt.Nehmen wir den Fall des konvergenten Lichtes. Die Polarisationsebenenvon Polarisator .und Analysator seien v 0 I' der Benutzungder Kristallplatte rechtwinklig gekreuzt. Dann bietet, wennman in den Polarisationsapparat blickt, das Gesichtsfeld eine ähnlicheFarbeilerscheinung nebst schwarzem Kreuz wie beim Kalkspatdar. Schaltet man nun die Bergkristall-Platte ein, so erscheint dieMitte des Gesichtsfeldes nicht völlig dunkel, sondern farbig.Bei Anwendung einfarbigen Lichtes erscheint die Mitte des Gesichtsfeldesgleichfalls nicht völlig dunkel, sondern, erst dann trittgänzliche Auslöschung des Lichtes ein, wenn der Analysator um einegewisse Winkelgröße - nach rechts oder nach links - gedrehtwird. Da jetzt erst die Polarisationsebenen von Polarisator undhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig144 10. Die Lehre vom Licht.Analysator rechtwinklig gekreuzt sind, so wareu sie es vor derDrehung nicht. Sie waren es aber ursprünglich, ehe dieKristallplatte sich zwischen beiden Nicols befand. Demnach ist die Polarisationsebenedes vom Polarisator kommenden polarisierten Lichtes beimDurchgange desselben durch die Kristallplatte in ihrer Richtung verändert,aus ihrer ursprünglichen Richtung herausgedreht worden, oder kurz:der B erg kr ist a 11 hat die Pol a r isa t ion s e ben e g e d reh t.Manche Bergkristall-Sorten drehen die Polarisationsebene nach rechts,manche nach links. Die rechtsdrehenden erfordern bei Anwendungweißen Lichtes, daf3 der Analysator nach rechts -wie der Zeiger der Uhr - gedreht werde, wenn die farbige Mittedes Gesichtsfeldes aus Rot in Gelb, Gelb in Grün, Grün in Blau undBlau in Violett sich verändern soll; die li nk s d reh end e n erfordernfür den gleichen Zweck die entgegengesetzte Drehung.vVie der Bergkristall verhalten sich auch die Lösungeu der w ein sau renund t rau ben sau ren S al z e. Die 'Veinsäure und ihre Salze sind rechtsdrehend,die Traubensäure und ihre Salze linksdrehend. Durch Zusammen kristallisierender Salze beider Säuren erhält man neutraltraubensaure Salze, derenLösungen die Polarisationsebene n ich t drehen. Ihre Kristalle haben kein ehemiedrische Beschaffenheit, während das bei den weinsauren und trauben saurenSalzen und ebenso bei den verschiedenen Bergkristall-Sorten der Fall ist. DieHemiedrie bei rechts- und linksdrehenden Kristallen (gleicher Zusammensetzung)ist eine unsymmetrische oder asymmetrische, d. h. ein rechtsdrehender und einlinksdrehender Kristall verhalten sich zueinander wie ein Gegenstand und seinSpiegelbild (e nan ti om 0 rp h e };' 01' m e n). v an' t Hoff und LeB e I erklärtendementsprechend die Erscheinung des Rechts- und Linksdrehens derPolarisationsebene durch die Annahme, daß die betreffenden chemischen Verbindungenzwei oder mehrere a s y m met r i s c h e Kohlenstoffatome enthalten,d. h. Kohlenstoffatome von der Gestalt eines Tetraeders, an dessen vier Eckenvier verschiedene Radikale sich befinden, in welchem Falle es keine Symmetrieebenegibt. (1874.) .Die Polarisationsebene drehen ferner viele ätherischen Öle und die Lösungender verschiedenen Arten des Zuckers; Terpentinöl ist linksdrehend, Zitronenölrechtsdrehend; wässrige Lösungen von Rohrzucker, Traubenzucker und Dextrinsind rechtsdrehend, von unkristallisierbarem Fruchtzucker und mit Säuren behandeltemRohrzucker so,vie von arabischem Gummi, Chinin und Strychnin linksdrehend.Bei gewissen Körpern, die an sich nich t die Polarisationsebene zu drehenvermögen, wird diese Eigenschaft unter dem EinflUß magnetischer oder elektrischerKräfte hervorgerufen (F ara d a y, 1847). So hei kieselborsaurem Bleioxyd(dem "schweren Glase" Faradays), Flintglas, Schwefelkohlenstoff, Wasser. DieR ich tun g, in welcher die Drehung der Polarisationsebene erfolgt, stimmt(wenigstens fürdiamagnetische Stoffe) mit der Drehrichtung der Ampere-Strömeüberein. (V gl. über Diamagnetismus und Ampere-Ströme - Amperes Theoriedes Magnetismus! - die betreff. Abschnitte in der Elektrizitätslehre.)Stoffe, welche schon an sich eine Drehung der Polarisationsebene bewirken,erfahren durch magnetische und elektrische Kräfte eine Verstärkung oderSchwächung ihrer Eigenschaft, je nachdem beide Drehungen im gleichen oderentgegengesetzten Sinne erfolgen.Man führt die elektromagnetische Drehung der Polarisationsebene entwederauf die Weise herbei, daß man die mit der fraglichen Flüssigkeit gefüllte Röhre(Saccharimeter - vgl. d. folg. Abschnitt) mit einer Drahtspirale umgibt, durchdie ein kräftiger elektrischer Strom geleitet wird, oder indem man die Endender Röhre zwischen die Pole eines starken Elektromagnets bringt. Eine Umkehrungder Stromrichtllng oder der magnetischen Pole kehrt auch die Drehungder Polarisationsebene um.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig10. Die Lehre vom Licht. 145Saccharimeter. Der Drehungswinkel (die Größe der Drehungder Polarisationsebene) wächst mit der . Dick e der drehendenKristallplatte bzw. mit der K 0 n zen tr at ion der drehenden Lösung.Daher gibt der Drehungswinkel einen Maß s tab für die Konzentrationeiner Lösung ab. Man benutzt diesen Umstand zur Bestimmungdes Gehalts von Zu c k e r 1 ö s u n gen; die dabei Verwendungfindenden Apparate heißen Saccharimeter.Das Saccharimeter von Sol eil (1847) hat folgende Einrichtung(Abb. 104):Die zu untersuchende Zuckerlösung wird in die an den Endendurch ebene Glasplatten geschlossene Röhre AB gefüllt. Das LichtAbb. 104. Saccharimeter.gelangt von der Lichtquelle L aus durch das Nicolsche Prisma Cund die Quarzplatte D in die Röhre. Durch das Nicolsche Prismawird es polarisiert; die Quarzplatte D besteht, wie D 1 zeigt, auszwei halbkreisförmigen Quarzstücken : einem rechtsdrehenden und€inem linksdrehenden; die Dicke beider Quarzstücke ist eine derartige,daß jedes zwischen den gekreuzten Nicols a und G (bei Ausschlußder Zuckerlösung) genau die gleiche, dunkel-violett-rötlicheFarbe, die sogenannte übergangsfarbe, darbietet. Bei A verläßtdas Licht die Röhre und geht 1. durch die re eh t s drehende QuarzplatteE, 2. die aus zwei keilförmig geschliffenen Stücken zusammengesetzte1 i n k s drehende Quarzplatte Fund 3. das als Analysatordienende Nicolsche Prisma G ins Auge. Die Dicke der QuarzplatteF ist dadurch veränderlich, daß die beiden Quarzkeile, ausdenen sie besteht, sich durch eine M.ikrometerschraube aneinanderverschieben lassen. ,Stimmen die Platten E und F in der Dickeüberein, so heben sich ihre drehenden Wirkungen gleichzeitig auf,und beide Hälften der Platte D bieten, wenn AB keine Flüssigkeitenthält, die übergangsfarbe dar.Wird nun die Flüssigkeit eingeschaltet, so gibt sich das geringsteDrehungsvermögen derselben dadurch kund, daß die beiden Hälftender Platte D ungleich gefärbt erscheinen: die eine blau, die andererot. Durch Drehung an der Mikrometerschraube verändert man jetztdie Dicke an der Quarzplatte F, bis die übergangsfarbe (in beidenHälften von D) wieder hergestellt ist. Die Größe dieser Drehung istdem Prozentgehalt der Lösung proportional.Schule der Pharmazie. Irr. 4. Auf!. 10http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig146 ll. ·Wärmelehre.11. Wärmelehre.Natur der Wärme. Wie Schall und Licht, ist auch die Wärme,die wir durch den in der Haut verbreiteten Temperatursinn oder·Wärme- und Kältesinn wahrnehmen, auf einen B ewe gun g s -v 0 l' g a n g zurückzuführen. Man denkt sich denselben als eine Bewegungder Körpermoleküle, und zwar erfolgt diese bei festenKörpern in Form regelmäßiger Schwingungen um eine feste Gleichgewichtslage; bei f I ü s si gen Körpern fehlt diese Gleichgewichtslage,und die Moleküle gleiten alle durcheinander, aber sie entfernen sichdoch nicht über eine gewisse Grenze hinaus, die durch das Flüssigkeitsvolumgegeben ist; bei allen lu f t f ö I' m i gen Körpern endlichbewegen sich die Moleküle geradlinig fort oder führen kreisende Bewegungenaus, nur gehemmt durch den Zusammenstoß und die infolgedessenstattfindende Zurückwerfung an anderen Molekülen oderan begrenzenden Wänden. Je bedeutender diese molekularen Bewegungensind oder genauer gesprochen: je beträchtlicher die Bewegungsgröße(Masse mal Geschwindigkeit = m. v, vgl. S. 36)der Körpermoleküle ist, desto wärmer ist der Körper.Diese Vorstellungen gründen sich vor allem auf die Tatsacheder Umwandlung von mechanischer Arbeit in Wärme und umgekehrt(vgl. den später folgenden Abschnitt "Mechanisches Wärme-Äquivalent"),gehen aber auch sonst schon aus den Haupteigenschaftender vVärme hervor.. Die verschiedene Größe (oder Intensität) der Wärme, die uns'l als fertiger Wärme z u s t a n d entgegentritt, bezeichnet man alsihöheren oder niedrigeren W ä l' me gr a d oder Te m per a t u r.vVerden Körper von verschiedener Temperatur in Berührunggebracht, so gl e ich e n sich ihre Temperaturen allmählich aus: esvollzieht sich ein übergang von Wärme von dem wärmeren zu demweniger warmen Körper.K ä I te ist, physikalisch betrachtet, nie h t s wes e n tli ehan der e s als Wärme, sondern nur ein niedriger Grad der letzteren."'ViI' bezeichnen einen Gegenstand oder Stoff als kalt, wenn er uns",Värme (in größerer oder geringerer Menge) e n t z i e h t, bzw. zuentziehen imstande ist.Ausdehnung durch die Wärme. Eine Hauptwirkung der Wärmeist die, daß sie die Körper aus d e h n t oder genauer: daß ein Körper,dem Wärme zugeführt wird, sein Volum vergrößert, ein Körper, demvVärme entzogen wird, sein Volum verkleinert.Diese Erscheinung beruht darauf, daß nach der oben angegebenen Auffassungvon der Natur der ·Wärme die Molekularbewegung der Körper bei derErwärmung ge s te i ger t wird und umgekehrt; oder genauer: eine Zufuhr vonvVärme, die einem Körper zuteil wird, bewirkt eine Zunahme der Be w e gu n g s­g r ö ß e der Moleküle. des Körpers und, sofern seine M ass e u n ge ä n der t bleibt,eine Zunahme der Ge sc h w i n d i g k e i t der Moleküle, welche zur Folge hat,daß die Moleküle sich voneinander entfernen (ihre Bewegungen innerhalb weitererGrenzen vollführen).http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig11. Wärmelehre. 147Von fes te n Körpern werden die Metalle besonders stark ausgedehnt.(Zwischen den hintereinander liegenden Eisenbahnschienen werden kleine Zwischenräumegelassen, damit sie bei der infolge starker Erwärmung im Sommer eintretendenAusdehnung sich nicht verwerfen, d. h. sich krümmen und seitlichheraustreten, oder aber zersprengt werden; die Bolzen eines Plätteisens müssenkleiner sein als dessen Höhlung, damit sie im rotglühenden Zustande hineinpassen;Befestigung eines eisernen Reifens auf einem Rade mittels vorhergehenderErwärmung usw.)Werden spröde Körper, z. B. Glas, einem schnellen Temperaturwechsel ausgesetzt,so zerspringen sie, was seinen Grund darin hat, daß die neue Temperatur,sei sie nun höher oder niedl'iger, nicht von allen Körperpartien gleichmäßigangenommen wird, so daß sie sich in ver sc h i e den art i ger Weise ausdehnenoder zusammenziehen und so auseinanderreifien. Je dünner ein Glas ist, destogeringer ist die Gefahr des Zerspringens infolge von Temperaturwechsel, weiles dann schneller durchweg eine gleichmäfiige Temperatur annimmt. Von V orteilist beim Einfüllen einer heifien Flüssigkeit in ein Glasgefäfi vorheriges Anwärmendes Gefäfies durch Hineinhalten in die von der Flüssigkeit aufsteigendenDämpfe (z. B. beim Punsch-Eingiefien), damit die Temperatursteigerung allmählicherfolgt.Um einen festsitzenden Glasstöpsel zu lockern, erwärmt man den Flaschenhals,weil sich dadurch der Flaschenhals ausdehnt, während der noch kaltbleibende Stöpsel sein V olum beibehält.Kompensationspendel der Uhren.F I ü s si g e Körper werden durch die Wärme stärker ausgedehnt als feste;besonders zeichnen sich in dieser Hinsicht die flüchtigen, d. h. leicht siedendenStoffe (vgl. S. 158), wie Äther, Schwefelkohlenstoff, Benzin und Petroleum, aus.Gefäfie, die derartige Flüssigkeiten enthalten,. dürfen daher nicht ganz gefülltsein, da sonst bei einer Temperaturzunahme die Gefäfie leicht zersprengt werden.Die oben befindlichen Flüssigkeits d ä m p f e schaden nicht, da Gase kompressibelsind, Flüssigkeiten aber so gut wie gar nicht.Am stärksten werden die Gas e durch die Wärme ausgedehnt. Dies erklärtsich daher, dafi ihnen die Kohäsion fehlt und ihre Teilchen somit eine grofieVerschiebbarkeit besitzen. Läßt man eine Flasche mit langem dünnen Halse umgekehrtmit der Öffnung in Wasser eintauchen und erwärmt den Bauch der Flasche,so entweicht ein Teil der in der Flasche enthaltenen Luft und steigt in Blasenformim Wasser auf. Hält man mit der Erwärmung an, so zieht sich die Luft~n der Flasche znsammen, und das Wasser steigt infolge des äUßeren LuftdrucksIII dem Halse der Flasche empor, indem es den Raum der zuvor entwichenenLuft einnimmt.Entstehung der Winde; Luftdepressionen. Die Ausdehnung der Luftdurch die Wärme ist die Ursache für die Entstehung der Winde. Die Erdoberflächewird nicht durchweg von der auf sie gelangenden, von der Sonne gespendetenWärme gleich stark erwärmt (besitzt nicht durchweg das gleichevVärmeaufnahmevermögen oder die gleiche s pe z i fis ehe VV ä r me - vgl. diese);sondern je nach der B es c h a f fe n he i t der Erdoberfläche (ob Land oder Wasser;Sandfläche und Fels oder Wiese und Wald) führt die gleiche auf die Erdoberflächegelangende Wärmemenge eine verschiedene Erwärmung oder Temperatursteigerungherbei. So wird das feste Land stärker und daher auchsc h n e 11 e r erwärmt als das Wasser, da seine spezifische Wärme kleiner ist alsdie des Wassers, d. h.eine geringere Wärmemenge zur gleichen Temperatursteigerungerforderlich ist. Ferner werden Sand- und Steinboden stärkererwärmt als Wiese und Wald. Die Atmosphäre wird von den Sonnenstrahlendirekt, trotzdem diese zuerst auf sie fallen, - zum al in den oberen verdünntenSchichten - kaum merklich erwärmt, weil Gase die leuchtenden vVärmestrahlennur in geringem Mafie absorbieren, sondern sie erhält ihre Wärme sekundär vonder Erdoberfläche aus durch Strahlung und Leitung.Die Folge der ungleichen Erwärmung der Erdoberfläche i~t, ?afi auch dieLuft eine ungleiche Erwärmung erfährt; und zwar erwärmt SIe SICh über dem10*http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig148 11. Wärmelehre.festen Lande und besonders über einer Sand- oder Gesteinsfläche s t ä I' k er, dehntsich daher mehr aus und wird dünner. Es entsteht somit, indem an der oberenGrenze der erwärmten Luftsäule ein seitliches Abfließen der Luft stattfindet,ein Gebiet verdünnter Luft, in welchem der Luftdruck geringerist als in der Umgebung; dasselbe wird als Luftdepression oder kurzDepression (da der Luftdruck in demselben herabgemindert, deprimiertist) oder als Lu ft m inim u m (da es den g eri ngst en Luftdruck besitzt), auchwohl - besonders bei mäßiger Ausdehnung als Wirbelwind, Zy k I on e oderZ y klo n bezeichnet. (V gl. S. 86 sowie S.97.) Auf eine solche Depression strömtvon allen Seiten, da hier der Luftdruck größer ist, Luft in der 'üefe zu, und soentstehen die Winde, die nichts anderes als - vorwiegend wagerecht wehende- Luftströme sind. Der s t ä l' k s te Wind weht von der Seite des gr ö ii t e nLuft d l' u c k s her, und er schiebt die ganze Depression vor sich her, die somitin fortschreitende Bewegung versetzt wird. (Zugstraßen, Sturmbahnen.) IhreBezeichnung erhalten die vVindenach der Richtung, aus der sie herwehen; soist also z. B. ein Südwest-Wind ein Wind, der aus Südwesten weht (und nachNordosten sich hinbewegt) usw.Die Winde wehen nicht genau in der Richtung nach dem Zentrum derDepression, sondern werden wegen der in verschiedenen Breiten verschiedeneGeschwindigkeiten aufweisenden Erdumdrehung (wodurch auf der nöl' d li ehe nErdhalbkugel von Norden wehende Winde nach Westen zurückbleiben, vonSüden wehende nach Osten vorauseilen) abgelenkt (und zwar auf der nördlichenErdbalbkugel entgegengesetzt der Bewegung eines Uhrzeigers - B u y s -Ball 0 t­sehes W in d g e set z , 1857); daher bewirken sie bei einer Depression vongeringerem Umfange, daß dieselbe in eine kreisende oder wirbelnde Bewegungversetzt wird - daher der Name Zyklone oder Zyklon. Doch braucht dieWirbelbewegung eines Zyklons nicht unbedingt dem Buys - BallotschenWindgesetz zu entsprechen, da auch ein anderweitig erzeugter und in seinerRichtung vorbestimmter \Vind seitlich auf eine Depression oder überhaupteine ruhende oder mit geringerer Geschwindigkeit als der Wind ausgestatteteLuftsäule treffen und sie in Drehung versetzen kann. Dies geschieht dadurch,daß der Wind an der der Luftsäule zugekehrten Seite durch Reibung gehemmtwird, an der ihr abgekehrten Seite aber vorauseilt, die vor ihm befindliche Luftzusammenpreßt, infolge des dadurch entstandenen Widerstandes derselben seitlichausweicht und sich um die Luftsäule herumlegt und sie mit sich zieht -ä h n 1 ich, wie das bogenförmige überstürzen der Wellenköpfe im Meere zustandekommt(S. 97). .Daß die Winde auf eine Depression in der Ti e f e zuströmen, liegt daran,daß die Luft der Depression von der Erdoberfläche aus erwärmt wird und daher,spezifisch leichter geworden, aufsteigt, so daß unten zuerst die Luftverdünnungentsteht und der umliegenden dichteren und schwereren Luft Platz macht. Inder Höhe wehen dann, von der abfließenden Luft gebildet, Winde in entgegengesetzterRichtung.Die Entstehung von \Vinden läßt sich im Kleinen beobachten, wenn dieTür zwischen einem warmen und einem kalten Wohnraum ein wenig geöffnetwird und man an den Türspalt eine brennende Kerze hält. Befindet sich diesein dem war me n Raum, so wird die Flamme unten (in der Nähe des Fußbodens)nach innen, oben nach außen geweht, während sie in mittlerer Höhe eine senkrechteStellung bewahrt.Messung der Temperatur durch das Thermometer. Die Tatsacheder Ausdehnung der Körper durch die \Värme in Verbindungmit dem vorher bereits erwähnten Umstande, daß die Temperaturzuständesich berührender Körper sich ausgleichen, wird zurMessung der Temperaturen benutzt. Das dabei zur Anwendungkommende Instrument ist das T her mo met e r.Bei den gewöhnlich gebrauchten Thermometern wird der Gradder Erwärmung an der Ausdehnung einer in eine Glasröhre eingeschlossenenFlüsf,igkeit gemessen. Diese Flüssigkeit ist entwederhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig11. Wärmelehre. 149Q u eck s i I b e r oder blau oder rot gefärbter We i n gei s t (Alkohol)oder T 0 lu 0 1. Das Gefäß ist eine luftleer gemachte enge Glasröhre,welche unten in eine Kugel (oder ein Gefäß von anderer Form)ausläuft, oben verschlossen ist und überall dieselbe Weite besitzt.Die Entfernung der Luft geschieht auf die vVeise, dan man die Röhre,nachdem sie mit Quecksilber gefüllt worden ist, so weit erhitzt, dan der Inhaltüberläuft, und sie dann schnell zuschmilzt. 0 b die Röhre überall gleich weitist, erkennt man daran, dan ein Quecksilbertropfen, den man (vor der Füllungdes Thermometers) in die Röhre hineingebracht hat und in derselben hin- undherlaufen länt, überall dieselbe Länge aufweist.An der Glasröhre ist eine Gradeinteilung oder Skala angebracht,nach deren Einrichtung drei Arten von Thermometern unterschiedenwerden: das Ce 1 s i u s sche (C), das Re au mur sche (R) und dasFa h I' e n he i t sche (F). (Celsius, Schwede, 1742; Reaumur, Franzose,1730; Fahrenheit, Deutscher, 1714.) Das Celsiussche Thermometer istin der "Wissenschaft allgemein im Gebrauch, in Frankreich auch imgewöhnlichen Leben; in Deutschland war bis zur Neuzeit das ReaumurseheThermometer im gewöhnlichen Gebrauch, wird aber jetzt durchCelsius verdrängt, während die Engländer nach Fahrenheit zählen.Jede Thermometerskala hat als feste Punkte oder 1

Digitale Bibliothek Braunschweig150 11. Wärmelehre.punkt des Wassers mit 0 0 und den Gefrierpunkt mit 1000 bezeichnete.Die Grade über dem Nullpunkt werden als Wärme- oder besserPlusgrade, die Grade unter dem Nullpunkt als Kälte- oder besserMinuegrade bezeichnet.Da Quecksilber bei -39 0 C fest wird oder gefriert, so mußzur Messung niedrigerer Temperaturen ein Weingeist-Thermometerbenutzt werden, während für hohe Temperaturen ein Quecksilber­Thermometer anzuwenden ist, da Weingeist bei + 78° C siedet.Das neuerdings als Thermometerfüllung mehrfach angewandte T 0 1 u 0 1siedet bei + 111 0 C und gefriert oder erstarrt erst unter - 20° C.Temperaturen über dem Siedepunkt des Quecksilbers (+ 360 0 C)mißt man mit einem P y rom e te r (Platinstange, deren lineare Ausdehnungdurch ein Zeigerwerk angegeben wird) oder mit dem Luftthe r mom e t er (siehe unten).Da 1000 C = 80° R und somit 5° C = 4° R sind, so verwandelt manReaumursche Grade in Celsiussehe, indem man erstere mit ! multipliziert, undCelsiussehe in Reaumursche, indem man erstere mit :multipliziert.Um Fahrenheitsche Grade (1800 F = 100° C = 80° Rodel' 9° F = 5° C= 40 R) in Celsiussche bzw. Reaumursehe zu verwandeln, mUß man, da derNullpunkt des Fahrenheitsehen Thermometers 32° F unter dem der beidenandern liegt, zuerst 32 subtrahieren und dann den Rest mit ~ bzw. }multiplizieren.- Umgekehrt werden Celsiussche bzw. Reaumursche Grade in Fahrenheitscheverwandelt, indem man sie mit i- bzw. i multipliziert und zu der erhaltenen Zahl32 addiert.Das Luft t her m 0 met er besteht aus einem kugelförmigen, mit Luft gefülltenGefäß, das mit einem U-förmig gebogenen, offenen Rohre in Verbindungsteht. In letzteres ist Quecksilber gefüllt, durch welches die Luft in dem Gefäßabgesperrt wird.Man richtet durch einen unten an dem Rohr angebrachtenHahn den Stand des Quecksilbers so ein, daß bei 0° das Quecksilberin beiden Schenkeln des Rohres gleich hoch steht. Dann ist die Spannung derLuft im Gefäß gleich dem äußeren Luftdruck, d. h. = 1 Atmosphäre (760 mm).Wird nun das Thermometer z. B. um t O erwärmt, so dehnt sich die Luft imGefäße aus, und das Quecksilber steigt im offenen Schenkel des Rohres in dieHöhe; durch Nachfüllen von Quecksilber wird die Luft auf ihr voriges Volumzusammengepreßt. Steht das Quecksilber im offenen Schenkel um h mm höherals in dem zum Gefäß führenden, so ist nach S. 152, Formel (2): 760 + h =760 (1 + a t), woraus t leicht berechnet werden kann.~Iaximum- und Minimum-Thermometer. Namentlich für Witterungsbeobachtungenist es erwünscht, die höchste und niedrigste Temperatur innerhalbeines bestimmten Zeitabschnitts, z. B. eines Tages, kennen zu lernen. ZurErmittlung derselben dient ein M axim um- und Minim um-Thermome ter,auch T her m 0 met r 0 gr a p h genannt. In seiner älteren Form besteht dasselbeaus zwei horizontal liegenden Thermometern, von denen eins mit Quecksilber,das andere mit Weingeist gefüllt ist. Die Röhre des Quecksilber-Thermometersenthält einen feinen Stahlstift, der seitens des Quecksilbers keine Benetzung erfährtund daher von diesem mit vorgeschoben wird, wenn es sich infolge einerTemperaturzunahme ausdehnt, aber liegen bleibt, wenn es sich infolge von Temperaturabnahmezusammenzieht. Die Röhre des Weingeist-Thermometers enthältein dünnes Glasstäbchen, mit dem das Umgekehrte geschieht: es wird von demWeingeist, der es benetzt, infolge von Adhäsion mit zurückgezogen, wenn sichhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig1l. Wärmelehre. 151der vVeingeist zusammenzieht, dagegen bleibt es liegen, wenn der'W eingeistsich ausdehnt, indem dieser dann darüber hinfließt. Hieraus geht hervor, daßder Stahlstift die Stelle des stattgehabten M a x i m ums der Temperatur, dasGlasstäbchen die des Minim ums anzeigen mUß.Das Sixsche Maximum- und Minimum-Thermometer besteht ausBinem Gefäß mit U-förmig gebogenem Rohr, das sich am Ende erweitert. DasGefäß und ein Teil des Rohres ist mit Weingeist, die Biegungsstelle des Rohresmit Quecksilber, der letzte Teil des Rohres bis auf die Hälfte der Erweiterungwieder mit Weingeist, der Rest der Erweiterung mit Luft gefüllt. Vor denEnden des Quecksilberfadens befindet sich innerhalb des Weingeistes je einStahlstäbchen, welches das Thermometerrohr so weit ausfüllt, dan zwar derWeingeist, nicht aber das Quecksilber daran vorbeif;ließen kann. Daher wird beiBiner Temperaturzunahme mit dem Quecksilberfaden auch das dem Ende desThermometerrohres nähere Stahlstäbchen vorwärtsgeschoben, bei einer Temperatura b nah m e aber das andere 8tahlstäbchen zurückgeschoben, währendBrsteres liegen bleibt. Zur Anstellung einer neuen Beobachtung werden dieStahlstäbchen mittels eines Magnets wieder vor die Enden des Quecksilberfadensbefördert.'Die selbsttätig registrierenden Thermometer, die gleichfallsThermometrographen genannt werden, bestehen aus einem Met a 11 t her m 0-met e r (B reg u e t, 1817) und einem an dessen Zeiger befestigten Schreibstift,an dem ein Papierstreifen langsam vorbeigleitet ; auf diesem zeichnet der StiftBine Temperatur-Kurve auf. Das Metallthermometer ist eine aus Streifen verschiedener;\fetalle zusammengelötete Spiralfeder, deren eines Ende befestigt ist,während das andere den erwähnten Zeiger trägt. Befindet sich nun auf derAUßenseite der Spiralfeder beispielsweise Silber, auf der Innenseite Platin, sowird bei '.remperaturerhöhung die Krümmung der Spirale vergrössert, bei Temperaturerniedrigungverringert, weil sich das Silber bei Erwärmung stärker ausdehntals das Platin - vgl. die Tabelle auf S. 152.Der genaue Gang der Spirale bzw. des Schreibstiftes bei Temperaturveränderungenund so die auf den Papierstreifen aufzutragende Skala wird durchVergleich mit einem Quecksilberthermometer festgestellt.Bei dem F ie be rth e rmom e tel', das Quecksilberfüllung besitzt, ist an einerStelle des Rohres eine Verengung oder eine doppelte Biegnng vorhanden. Istdaher durch Erwärmung das Quecksilber auf einen höchsten Stand gebrachtworden und findet danach eine Abkühlung statt, so kann das über. der genanntenStelle befindliche Stück des Quecksilberfadens nicht zurück und zeigtsomit das erreichte Maximum der Temperatur an. (Die no r mal e Blutwärmebeträgt + 37,5° C). Für einen weiteren Gebrauch wird das emporgeschobeneStück des Quecksilberfadens durch kräftiges Schwingen des Thermometerszurückbefördert.Hohe Hitzegrade. Einen Anhalt für u n g e f ä h I' e Schätzungenhöherer Temperaturen gibt die Fa I' be, welche die Körper (vor/ all.em das Eisen) bei denselben annehmen. Man unterscheidet die/ dunkle Rotglühhitze oder dunkle Rotglut (Kirschrotglut) beii etwa 500 0 C, die helle Rotglut bei etwa 700 0 C und die Weitiiglühhitze oder Weißglut bei etwa 1000 0 bis 1600° C. (Vgl.S. 109.)Unregelmäßigkeiten bei der Wärmeausdehnuug. Eine Ausnahmehinsichtlich der Ausdehnung durch die Wärme macht das Wasser.Es zieht sich bei Erwärmung von 0 0 ~uf +4 0 C zusammen,worauf es sich bei weiterer Temperaturzunahme wieder mit wachseuderGeschwindigkeit ausdehnt.Setzt man das Volum des Wassersbei + 4 0 C = 1, so ist es bei 0° = 1,000123 und bei + 100 0 C= 1,043116.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig152 11. Wärmelehre.Ausdehnungskoeffizient. Die Größe der Ausdehnung einesKörpers durch die Wärme gibt der sogenannte Aus d eh nun g s­k 0 e f f i z i e n t an. Bei festen Körpern unterscheidet man einenlinearen und einen kubischen Ausdehnungskoeffizienten, bei flüssigenund gasförmigen Körpern kann nur von einem kubischen Ausdehnungskoeffizientendie Rede sein. - Der lineare Ausdehnungskoeffizientist das Verhältnis der Längenzunahme bei Temperaturerhöhungum 1° C zur ursprünglichen Länge; der kubischeAusdehnungskoeffizient ist das Verhältnis der V 0 1 um z u nah mebeiTemperaturerhöhung um 1 0 C zum ursprünglichen Volum.- Der kubische Ausdehnungskoeffizient fester Körper ist annäherndgleich dem dreifachen linearen.Der liueare Ausdehnungskoeffizient beträgt fürPlatin .EisenGold .Kupfer.MessingSilber .0,0000090,0000120,0000150,0000170,0000190,000019Zinn ..AluminiumBlei. .ZinkNatriumKalium0,0000220,0000230,0000280,0000300,0000720,000083Diamant . 0,000001Gaskohle. . . . . 0,000005Glas 0,000008-0,000009Eis . . . . . . . 0,000064Hartgummi 0,000060-0,000080Paraffin . . 0,000278Der kubische Ausdehnungskoeffizient beträgt fürBrom .Olivenöl0,0010380,0008vVasser.QuecksilberAlkohol 0,0006220,0004290,000181Gay-Lussacsches Gesetz. Die Gase haben alle denselben Ausdehnungskoeffizienten;oder mit anderen Worten: alle Gase werdendurch die 'Wärme gleich stark ausgedehnt. (Gay-Lussacsches Gesetz,1802.)1Der Ausdehnungskoeffizient ist = 0,003665 oder man273 'bezeichnet ihn mit a.Ist das Volumeiner Gasmenge bei 0 0 = vo' so ist es bei t 0:vt . Vo + Vo a t = Vo (1 + a t) .... (1)Dies g·ilt aber nur, wenn der äUßere Druck, unter dem dasGas steht, unverändert der seI be geblieben ist.Bezeichnet man diesen äUßeren Druck mit Po und bringt durchvermehrten Druck das Gas von dem Volum v t auf sein Volumbei 0 0 (= vo) zurück, so ist, wenn derjenige Druck, unter dem dasVolum Vo jetzt (bei der Temperatur tO) steht, Pt genannt wird, nachdem Mariotteschen Gesetz (S. 80):Pt: Po = Vt: Vo = V o (1 + a t) :vo = 1 + a t,oder: Pt = Po (1 + a t) •... (2).http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig11. Wärmelehre. 153Hieraus und aus "F'ormel (1) folgt, da die innere Spannungeines Gases gleich dem äUßeren Druck ist, unter dem es steht:Wenn eine bestimmte Menge Gas bei gleichbleibendem Volumauf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird, so nimmt die innereSpannung in demselben Verhältnis zu, wie bei gleichbleibendemüUßeren Druck (bzw. innerer Spannung) das Vol um zunehmenwürde.Der Ausdehnungskoeffizient der Gase ist hiernach zugleich ihrSp ann ungs k 0 e ffi zi en t.Es entsteht nun die Frage, welche Gesetzmäßigkeit herrscht,wenn bei der Erwärmung einer Gasmenge we der der Druck nochdas Volum sich gleichbleibt. Diesel' Fall läßt sich auf die Weiseerreichen, daß man eine Gasmenge mit dem Volum '0o, die unterdem Druck Po steht, zunächst bei gleichbleibendem Druckvon 0° auf tU erwärmt. 1Vird das Volum dabei = v', so ist nachFormel (1):v' = '00 (1 + a t).1Venn man nun den Druck steigert, aber nicht so, daß wiederdas ursprüngliche Volum vo, sondern ein neu es Volum = v erreichtwird, was bei dem Drucke p geschehen mag, so ist nach demMariotteschen Gesetz (Formel 2, S. 80):p. v=Po' v'und, wenn man in diese Gleichung den obigen vVert für v' einsetzt:p . v = Po . Vo (1 + a t) .... (3).Diese Gleichung wird das Mariotte-Gay-Lussacsche Gesetzoder die Zustandsgleichung der Gase genannt. Mit ihrerHilfe läßt sich immer eine der drei Größen: Druck, Temperatur undVolum durch die bei den andern ausdrücken.Kinetische Gastbeorie. Eine Erklärung des Gay-Lussacschen Gese"tzesebenso wie des J\llariotte-Boyleschen bietet die (besonders von Cl aus i u s ausgebaute)kinetische Theorie der Gase. Nach dieser Theorie wird dieGasspannung durch die S t ö Li e hervorgebracht, welche die Gasmoleküle bei ihrenBewegungen auf die das Gas umschließenden Gefäßwände oder die es sonstumgebenden Körper ausüben. Die G r ö ß edel' Gasspannung hängt von der Z a h 1und Stärke der StöLie ab, welche die Flächeneinheit der Wand in derZ e i tein h e i t seitens der Moleküle erfährt. Da nun aber die Z a h I dieser Stößesich entsprechend der Zahl der in der Volumeinheit enthaltenen Moleküle unddeswegen entsprechend der Dichte und umgekehrt wie das V olum ändert, so erklärtsich das ;\fariotte-Boylesche Ges'Jtz. Da andrerseits die S t ä I' k e der vonden Gasmolekülen ausgeübten StöLie sich nach Maßgabe der T e m per a t ur (d. h.der In te n s i t ä t der vVärme oder molekularen Bewegung innerhalb des Gases)ändert, so findet hiermit auch das Gay-Lussacsche Gesetz eine Erklärung.Wärmeerzeugung durch Kompression; Kälteerzeugung durchAusdehnung. Aus der kinetischen Gastheorie ergibt sich nocheine andere Folgerung. Wird eine bestimmte Gasmenge z us a m me n­gepreJ3t oder komprimiert, so erhöht der dabei ausgeübteDruck die innere (molekulare) Bewegung des Gases, und die Temperatursteigt. (Vgl. den Abschnitt "Quellen der Wärme": 5. MechanischeArbeit - pneumatisches Feuerzeug!) Findet umgekehrthttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig1M11. Wärmelehre.eine -'- möglichst plötzliche - Aus d eh nun g einer gewissen Gasmengestatt, so geschieht dies auf Kosten der molekularen Bewegung desGases, und die Folge ist ein Sinken der Temperatur. Dieser Vorgangentspricht durchaus der Volumzunahme eines Gases bei Erwärmung;wird die Wärme (=mechanischer Arbeit), die zu dieserVolumzunahme erforderlich ist, dem Gase nicht von a uß e n zugeführt,so wird sie ihm selbst (und seiner Umgebung) entzoge n.Ungenauigkeit des Gay.Lussacschen Gesetzes. Ebensowenig wie dasMariotte-Boylesche Gesetz gen aue Gültigkeit besitzt, ist das Gay-LussacscheGesetz genau richtig. Das wir k li c h e Verhalten der Gase zeigt Abweichungenvon dem Gesetz, so dafi dieses nur als An näh e run g an die Wirklichkeit bezeichnetwerden kann. Die Abweichungen bestehen darin, daß der Ausdehnungskoeffizient1. nicht für alle Gase vollkommen gleich grofi ist, 2. für ein unddasselbe Gas nicht bei allen Temperaturen konstant ist, und dafi er 3. beigleichbleibendem Druck nicht genau derselbe ist wie bei gleichbleibendemVolum.Nach Eugen und Ulrich DührinO' gilt das Gay-Lussacsche Gesetz,gleich dem Mariotte-Boyleschen, nicht für ~as Gesamtvolum, sondern für dasZwischenvolum der Gase (vgl. S. 80-81.)Abnahme der Dichtigkeit bei Erwärmung. Da mit Erhöhungder Temperatur das Volum der Körper sieh vergröJ.iert, ihre Masseund somit ihr absolutes Gewicht aber dasselbe bleibt, so mUß ih rspezifisches Gewicht oder ihre Dichtigkeit abnehmen.Hiervon macht das Wasser (nach S. 151) zwischen 0° und+ 4 0 C eine Ausnahme. Da dasselbe, von 0 0 auf + 4 0 erwärmt,sich zusammenzieht und erst danach wieder ausdehnt, so hat esbei + 4 0 C sei n e gr ö J.i teD ich t i g k e i t oder sein gröJ.ites spezifischesGewicht. - Daher hat in allen tieferen Gewässern dasu n te n (auf dem Boden) befindliche Wasser eine Temperatur von+ 4 0 C. Dies ist für das Dasein der im Wasser lebenden Organismenvon entscheidender Wichtigkeit. (Vgl. hierzu das auf S. 156über das spezifische Gewicht des Eises Gesagte.)Absolute Temperatur. \Venn in der a. S. 152 angegebenen Gleichung (2):Pt = Po (1 + a t),worin a den Wert 2~3 hat, t = - 273° C ist, so wird Pt = 0, d. h. die Gasebesitzen bei dieser Temperatur keine innere Spannung mehr, bzw. sie erleidenkeinen äUßeren Druck. Die Bewegung der Moleküle hat alsdann aufgehört.Die Temperatur -273°C nennt man den absoluten Nullpunkt derTe m per a t u r und die von ihm aus gerechnete Temperatur T = 273 + t (worint Celsiusgrade bedeutet) die absolute Temperatur. Bei Anwendung derselbenist t = '1'-273 zu setzen, und die obige Gleichung nimmt folgende Form an:1Pt = Po (1 + 273 l T -273]) oder:Gleichung (1) S. 152 wird:und Gleichung (3) S. 153:Po '1'Pt = 273 = }Jo • a . Tv . TVt = -"-- 273 -v . a . T0P . 'V . Po' 1'0 • a . T(4a).(U)(4e).http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig11. Wärmelehre. 155Hierin ist Po' Vo' a eine konstante Gröfie, die sogenannte Gas ~ 0 n ~ t an te,deren Zahlenwert für ein bestimmtes Gas nur von der Wahl der Emheüen ab·hängt. Setzt man Po . V o . a = R, so ergibt sich als all g e m ein s t e rAu s d ru c kder Zustandsgleichung der Gase:p' v =R' '1' ........ (4d).Nach dem Vorstehenden.·- Gleichung (4a) und (4b) - läfit sich das Gay­Lussacsche Gesetz folgendermafien aussprechen: Bei gleichbleibendem Dru~k istdas Volum eines Gases (und bei gleichbleibendem Volum der Druck) proportlOnalder absoluten Temperatur.Würde man für den Fall t = - 2730 C (oder '1' = 0) die Gleichung (1)a. S. 152 (bzw. die obige Gleichung 4b) anwenden, so würde sich ergeben:v _ 273 = 0; d. h. bei einer Temperatur von - 273 0 C müfite jedes Gasvolumauf das V olum 0 reduziert sein. Diese Folgerung ist unmöglich; es kann sichalso nach dem Gesetz der beideu Dühring (S. 154) nur darum handeln, dafi dasaus Äther (Welt- oder Lichtäther) bestehende Zwischenvolum auf 0 reduziert,d. h. sämtlicher Äther ausgeschieden ist uud die Körpermoleküle sich unmittelbarberühren, indem sie so eine kompakte Masse bilden.Bei Versuchen mit Diamanten, die man im Nernstschen Laboratorium mitHilfe von flüssigem Wasserstoff, den man verdampfen liefi, bis auf eine Temperaturvon -253 0 abkühlte, beobachtete man eine Art 'IVärmetod; d. h. siegaben keine Wärme mehr ab, nahmen aber auch keine Wärmezufuhr mehr an,wenn die 'l'emperatur unter - 230 0 blieb. Die Molekularschwingungen, alswelche man sich die Wärme vorstellt, waren also vollkommen zur Ruhe gebracht.Dieser Wärmetod tritt bei den einzelnen Stoffen um so früher ein, jehöher ihre Schmelztemperatur liegt.Änderung des Aggregatzustandes. Die zweite Hauptwirkungder Wärme - nächst der Aus d e h nun g der Körper - ist dieÄnderung des Aggregatzustandes.Die meisten fe 8 t e n Körper gehen bei fortschreitender Erwärmung,sofern sie dadurch keine chemische Veränderung erfahren, beieiner für jeden Körper bestimmten Temperatur in den f 1 ü s s i genAggregatzustand über. Dieser Vorgang wird als Schmelzen bezeichnet,und die Temperatur, bei welcher sich das Sc1imelze~n vollzieht,heißt der Schmelzpunkt oder die Schmelztemperaturdes Körpers.Wird der verflüssigte Körper bis unter den Schmelzpunkt abgekühlt,80 wird er wieder fest: er er s tal' l' t oder ge f r i er t. Demgemäßspricht man auch von dem Gefrierpunkt oder Erstarrungspunktoder der Erstarrungstemperatur einer Flüssigkeit,die mit dem Schmelzpunkt identisch ist.Bei manchen festen Körpern findet, ehe sie schmelzen, ein Erweich e n statt. (Eisen, Glas, Harz, Fette.)Der Schmelzpunkt der Metall-Legierungen liegt meistens tieferals der ihrer Bestandteile. Die auffallendsten Beispiele bilden dasRosesehe Metall (Wismut, Blei und Zinn) und das Woodsehe Metall(Wismut, Blei, Zinn und Kadmium), deren Schmelzpunkte + 94 ° Cund + 66° bis 70° Csind, während Wismut für sich bei 267°,Blei bei 335°, Zinn bei 228 0 und Kadmium bei 3150 schmilzt.Im allgemeinen stellt sich beim Schmelzen eine Volum-Vergrößerungein, so dal.i die Körper im flüssigen Zustande spezifischleichter sind als im festen. Ausnahmen hiervon machen das Wasserund das Wismut. Die Zunahme 'des Volums beträgt beim Wasser,wenn es zu Eis erstarrt, ungefähr 1/10 des Volums im flüssigen Zu-http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig156 11. Wärmelehre.stande. -Daher kommt es, daß Eis auf Wasser schwimmt undGefäße, die vollständig mit Wasser gefüllt sind, beim Gefrieren desselbenzersprengt werden.Der Umstand, daß Eis auf ·'Vasser schwimmt, im Zusammenhangmit der Tatsache, daß das 'Wasser bei + 4° C seine größteDichtigkeit oder sein größtes spezifisches Gewicht besitzt (S. 154),bewirkt es, daß die Ozeane nicht von unten auf zufrieren können;denn das Eis bleibt oben, und in der Tiefe verbleibt 'Wasser von+ 4 0 C, so daß dort die Lebewesen des Wassers fortexistierenkönnen. So dient also eine Abnormität der Er haI tun g, ja - wennman die Entwicklung der Lebewelt in der Vergangenheit bedenkt- der E n t s t e h un g der belebten Natur überhaupt.Flüssige Körper gehen bei zunehmender Wärme in steigendem.Maße in den gasförmigen Zustand über; in diesem Zustande heißensie Dämpfe. Erfolgt die Dampfbildung oder besser die Verwandlungder Flüssigkeit in den gasförmigen Zustand nur an der Oberfläche(und allmählich), was schon bei gewöhnlicher Temperatur geschieht,so heißt sie Ver dun s tun g; erfolgt sie auch im Innern,was für jeden Körper (unter der Herrschaft eines bestimmten äUßerenDrucks) bei bestimmter, gleichbleibender Temperatur stattfindet,sobezeichnet man sie als Sie den oder K 0 ehe n.Der Verdunstung,d. h. der Verwandlung in den gasförmigenZustand an der Oberfläche und bei beliebiger Temperatur, unterliegenauch in mehr oder minder hohem Grade die festen Körper.So verdunstetz. B. auf die Erdoberfläche gefallener Schnee.Je mehr der über einer Flüssigkeit befindliche Raum mit demDampfe der Flüssigkeit gesättigt ißt, d. h. je mehr von diesem Dampfeer enthält, desto schwächer verdunstet die Flüssigkeit. Durch Fortschaffungdes Flüssigkeitsdampfes (z. B. durch Blasen, Fächeln oderSchwenken) wird die Verdunstung beschleunigt.Die Zurückverwandlung eines Dampfes in eine Flüssigkeit heißtVerdichtung oder Kondensation.Das Sieden einer Flüssigkeit ist vom äUßeren Druck abhängig,findet also unter verschiedenem Druck bei vcrschi.edener Tempera t u r statt, und zwar siedet eine Flüssigkeit unter irgend einemDruck bei derjenigen Temperatur (Siedetemperatur, Siedepunkt,der umgekehrt auch der Kondensationspunkt ist), beider die innere Spannung ihres Dampfes (die ja mit steigenderTemperatur zunimmt - S. 153) dem auf ihr lastenden Druck gleich ist.Je geringer also der äUßere Druck - desto niedriger die Siede­~emperatur; je größer der Druck - desto höher die Siedetemperatur.Auf hohen Gebirgen und unter der Luftpumpe (vgl. S. 94) trittdemg'emäß das Sieden des Wassers bei niedrigerer Temperatur als inder Ebene und im lufterfüllten Raum, also un tel' 100° C, ein. Ineinem fest verschlossenen Gefäß siedet eine Flüssigkeit (wegen derzunehmenden Spannung der sich über ihr bildenden Dämpfe) erst beihöherer Temperatur als in einem offenen Gefäß. (Papinscher Top!.)http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig11. Wärmelehre. 157Unterkühlung (Überkältung). Unter besonderen Umständen, nämlichbei Vermeidung von Erschütterungen und Fßrnhaltung von Stoffen, die das Gleichgewichtstören würden (dm'ch AbschlUß gegen die atmosphärische Luft), könnenFlüssigkeiten eTheblich unter den Gefrierpunkt abgekühlt werden, ohne zu erstarren.Man sagt alsdann, die Flüssigkeit. sei u nt e I' k ü hIt,. überschmolzen

Digitale Bibliothek Braunschweig158 11. Wärmelehre.Häufig vollzieht man die Destillation zur Trennung mehrererFlüssigkeiten, die bei verschieden hohen Temperaturen sieden: verschiedeneFlüchtigkeit besitzen. Die flüchtigere.Flüssigkeit entweichtbeim vorsichtigen Erwärmen zuerst und wird aufs neue kondensiert,die weniger flüchtige bleibt zurück. Läßt man mehrere Flüssigkeiten- bei verschiedenen Siedepunkten- verdampfen und fängt sie geson-. dert auf, so heißt die Destillationeine fraktionierte.Eine zweimal destillierte Flüssigkeitheißt rektifiziert, die zweite, zurvollständigen Reinigung vorgenommeneDestillation heißt Rektifikation.Abb.106. Einfacher Destillationsapparat. Die Destillation wird entweder ineinem metallenem (kupfernen oder zinnernen)GefäE, der Destillierblase, vorgenommen, an die sich als Ableitungsrohrder zinnerne Hel moder Hut ansetzt; oder man benutzt eineRetorte, die aus Glas besteht, ungefähr die Form einer Birne hat undein seitlich abwärts gerichtetes Ableitungsrohr besitzt; ist die Retorte obenmit einer verschlieEbaren öffnung zum Einfüllen der Flüssigkeit versehen, soheiEt sie tub u I i e r t. (Abb. 10li.)Die Verdichtung der übergehenden Dämpfe geschieht entweder ohne weiteresin der V 0 rl a g e, einem GefäE, in welches das Ableitungsrohr hineinführt unddas - z. B. durch darüber laufendes kaltes Wasser - gekühlt werden kann(Abb. 106), 0 der - wenn die Dämpfe weniger leicht verdichtbar sind - inaAbb. 107. Liebigscher Kühler.einem be s 0 n der e n K üh 1 g e f ä ß, welches aus einem von kaltem Wasserdurchflossenen Behälter, dem K ü h lf aß, und einem durch dasselbe verlaufendenRohre, dem Kühlrohr oder der Kühlschlange, besteht.Eine besondere, sehr handliche Form des KühlgefäEes bildet der Li e b i g­sehe K ü h I e r (Abb. 107). Derselbe besteht aus einem in geneigter Stellung befindlichenengeren Rohre ab, in welches die zu verdichtenden Dämpfe (ausder Retorte R) eintreten, und einem das erstere umgebenden we i tel' e n Rohrecd, das fortdauernd von kaltem Wasser durchströmt wird. Das ",Yasser fließtan dem tieferen Ende c des Rohres durch das Trichterrohr e zu und an demoberen Ende d durch das nach unten gebogene Rohr f ab. Dadurch kann esbewirkt werden, daE das Rohr cd stets yollständig mit Wasser gefüllt ist. Zudiesem Zwecke mUß der Kühler so gestellt werden, daE der Trichter des Trichterrohrsh ö her liegt als das AbfluErohr f.. (Gesetz der kommunizierenden Gefäße!)Als trockene Destillation wird die Erzeugung von Dämpfen ausfes t e n Körpern mit nachfolgender Kondensation der Dämpfe bezeichnet. (TrockeneDestillation des Holzes und der Steinkohle - Leuchtgas-Fabrikation.)http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig11. Wärmelehre. 159Sublimation. Von der Destillation unterscheidet sich die S u b­limation auf die Weise, daß sich bei ihr Dämpfe nicht zu Flüssigkeitenverdichten, sondern unmittelbar in den festen Zustand übergehen.Wird z. B. Schwefel in einem Kessel erhitzt und werdendie sich entwickelnden Dämpfe in eine kalte Kammer geleitet, soschlägt sich an deren Wandungen der Schwef€l als feiner Staubnieder, den man Schwefelblumen oder Schwefelblüte nennt. WirdJod in einer Retorte erhitzt, die in eine Vorlage mündet, so setzensich an den Wänden der letzteren dunkle Jodkristalle ab, die ausden violetten Joddämpfen entstehen, welche in die Vorlage hinüberströmen.Die Sublimation dient gleich der Destillation und gleich derKristallisation zur Reindarstellung von Körpern.Schme]zungs- und Verdampfungswärme. Während die Temperatureines Körpers, dem fortdauernd neue Wärme zugeführt wird,im allgemeinen stetig wächst, bleibt die Temperatur eines schmelzend~ n und ebenso eines sie den den Körpers trotz zugeführter Wärmeso lange unverändert die s e 1 b e, bis der neUe Aggregatzustandvollkommen hergestellt ist.Es dient demnach beim Schmelzen und Verdampfen eine gewisseWärme menge nicht zur Temperaturerhöhung, sondern lediglichzur .Änderung des Aggregatzustandes; dieselbe geht - für dasGefühl und die Anzeigen des Thermometers - verloren und istdaher 1 ate n t e oder ge b u n deJ~!LW.ä.l:.m e genannt worden. IhreWirksanlkeU- besteht - stattiri- der Steigerung der molekularen Bewegung(der Schwingung der Moleküle innerhalb gewisser Grenzen)­in der Überwindung der Kohäsion (und somit der Erweiterung dieserGrenzen). Die für die Schmelzung verbrauchte latente Wärme heißtSchmelzungswärme, die für die Verdampfung verbrauchte heißt Verdampfungswärme.Die Schmelzungswärme des Eises würde g'enügen, eine gleichgroße Gewichtsmenge Was seI' von 0° auf 79,25° C zu erwärmen.Die Verdampfungswärme des Wassers ist nahezu 7 mal so groß.(V gl. den folgenden Abschnitt.)Wärmeeinheit. Diejenige Wärmemenge, welche nötig ist, umdie Temperatur eines Kilogramms Wasser um 10 C zu erhöhen, nenntman Wärmeeinhei t oder Kalorie.Hfe:rn~~h~ ist die Schmelzungswärine des Eises zufolge der vorstehendenAngabe = 79,25 Kalorien. Die Verdampfungswärme desWassers ist = 537 Kalorien.l1'reiwerden von Wärme. Wie beim Übergang aus einemdichteren in einen dünneren Aggregatzustand Wärme verbrauchtwird, so wird umgekehrt beim Übergang aus einem dünneren in einendichteren Aggregatzustand, also beim Erstarren oder Gefrieren einerFlüssigkeit und bei der Kondensation eines Dampfes oder Gases,'Värme erz cugt oder -nach älterer Ausdrucksweise -Wärme frei.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig160 11. ·Wärmelehre.I,ösungswärme. Da die Auflösung eines festen Körpers in einer:F'lüssigkeit mit einer ihn in derselben unsichtbar machenden Verteilung- gleichsam auch einer Verflüssigung - des festen Körpersverbunden ist, so wird bei der Auflösung wie beim Schmelzen gleichfallsWärme verbraucht. (Beispiele: Lösung von Salpeter oder Salmiakin Wasser. Vgl. S." 18.)Salzlösungen gefrieren bei niedrigerer Temperaturals reines Wasser (oder ein sonstiges Lösungsmittel). Daher wirdeine Mischung von Kochsalz und Schnee flüssig, und infolge derVerflüssigung sinkt die Temperatur. Man bezeichnet aus diesemGrunde ein derartiges Gemenge als Kältemischung. (Die besteKältemischung aus Kochsalz und Schnee besteht aus 1 Teil Kochsalzund 3 Teilen Schnee; andere Kältemischung: 5 Teile Salmiak,5 Teile Salpeter, 19 Teile Wasser.)Der Siedepunkt der Salzlösungen liegt höher als derdes Wassers (oder eines sonstigen Lösungsmittels).Erniedriguug des Dampfdrucks und Gefrierpunkts-El'niedrigung beiLösuugen. Mit dem genannten Verhalten hängt die Tatsache zusammen, dafidie Lösungen bei gleichen Temperaturen niedrigere Dampfdrucke aufweisenals das Lösungsmittel, und zwar verhält sich die Verminderung desDampfdrucks einer Lösung zum Dampfdruck des Lösungsmittels wie die Anzahlder Moleküle des gelösten Stoffs zur Gesamtzahl der Moleküle der Lösung.Eiue mit dieser Eigenschaft der Lösungen korrespondierende Erscheinungist die Ge fri e rpunk ts ernie drigung (mit t6. bezeichnet), welche kristallisierbareLösungsmittel durch in ihnen gelöste Substanzen erleiden. Dieselbe istbei einer und derselben Snbstanz proportional der Me n g e der gelösten Substanz.Mengen verschiedener Stoffe, die im Verhältnis ihrer Molekulargewichtezueinander stehen, geben, wenn sie in gleichenMengen desselben (beliebigen) Lösungsmittels gelöst sind, diegl eiche Gefri erp u nk t s -Ern ie dri gu ng. (R a ou lt sches Ges e tz, 1884.)Ist t die Gefrierpunktserniedrigung, die p Gramm Substanz in 100 g einesLösungsmittels bewirken, so heißt der Quotient ~,der die Erniedrigung für 1 gPder Substanz in 100 g des Lösungsmittels angibt, der Dep r essi onskoe:l'fizi en t.Das Produkt aus dem Depressionskoeffizienten und dem Molekulargewicht (M)der gelösten Substanz wird als Mol e k u 1 a r d e p res s ion bezeichnet.. Hiernach lautet das Ra 0 ultsche Ge setz: Die Mole k ul ard ep res sionist bei allen Substanzen für ein und dasselbe Lösungsmittelkonstant: M'~ = C.pFür Wasser als Lösungsmittel ist diese konstante Gröfie C = 19, für Eisessig= 39, für Benzol = 49.Die Konstanten C ve r schi e 'd ener Lösungsmittel stehen in demselbenVerhältnis wie ihre Molekulargewichte oder: Der Quotient aus Molekulardepressionund Molekulargewicht (des Lösungsmittels) ist konstant; er hat ungefähr dieGröfie 0,62. (Das besagt, dafi das Molekül einer Substam:, in 100 Moleküleneiner Flüssigkeit gelöst, den Erstarrungs- oder Gefrierpunkt um ungefähr 0,62ernied rigt.)Alle Eie k t r 0 I Y t e (Salze, starke Säuren und Basen) weichen von obigenGesetzen ab; sie weisen gröfiere Gefrierpunkts-Erniedrigungen auf, was nachSvan t e A rr h eni u s (1887) in der Dissozia tion, d. h. der Spaltung der Elektrolytein freie Ionen begründet ist. Ein 0 ff e n erZ e rf all der Elektrolyte indie Dissoziationsprodukte (die Ionen) und eine freie Ausscheidung oder Abscheidungderselben tritt ein, wenn ein galvanischer Strom durch ein Elektrolytgeleitet wird. (V gl. darüber desgenaueren Kap. 14, Abschnitt "Elektrolyse".)http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig11. Wärmelehre. 161Abweichungen im entgegengesetzten Sinne wie bei den Elektrolyten zeigensich bei vielen (indifferenten) Substanzen, weil .hier die gelösten Stoffe nochnicht völlig in Einzelmoleküle zerfallen sind.Mit Hilfe der aus dem Ra 0 u lt sehen Gesetz hervorgehenden Formel:M = C . -t läßt sich, wenn die konstante Größe C für ein bestimmtes Lösungsmittelbekannt ist, das Molekulargewicht einer chemischen Substanz bestimmen.Übersättigung. Die gesättigten Lösungen mancher Salze (vgl. S. 20)k~nne!l' wenn Erschütterungen von ihnen ferngehfllten werden und die BerührungmIt emem festen Körper (besonders einem Kristall des gelösten Salzes, fernereinem hineinfallenden Staubkorn etc.) durch einen die Gefäßöffnung verschließendenBaumwollpfropfen verhindert wird, un-ter diejenige Temperatur abgekühltwerden, bei der eigentlich eine Aus s ehe i d n n g des gelösten Körperserfolgen müEte, 0 h n e daE letzteres geschieht. Diese Erscheinung wird als übe r­sät ti~ung bezeichnet. Gute Beispiele hierfür bilden unterschwefligsanres Natron,schwefelsaures, kohlensaures und essigsaures Natron, Bittersalz, Chlorcalciumusw. Wird die übersättigte Lösung mit einem vorher nicht erhitzten Körper,vor allem einem Kristall des gelösten Salzes, in Berührung gebracht, so erfolgtplötzlich durch die ganze Masse Kristallisation, wobei häufig ein Kristall·b r e i entsteht.Dies Verhalten ist in gewisser Hinsicht in eine Reihe zu stellen mit derU n t e r k ü h I u n g: in beiden Fällen _ sind Unterbrechungen des dynamischenGleichgewichts und damit Störungen in der Lagerung der Moleküle nötig, umeine Änderung des Aggregatzustandes, also eine U mlagerung der Moleküleherbeizuführen: denn auch bei der Lösung handelt es sich, wie vorher gesagt,um eine Verflüssigung des gelösten Stoffes im l,ösungsmittel, der erst bei derAusscheidung wieder im festen Zustande erscheint.Verdunstungskälte ; Eismaschine. Diejenige Wänne, welchebeim Verdunsten einer Flüssigkeit verbraucht wird, entnimmt dieverdunstende Flüssigkeit der Umgebung, so daß letztere abgekühltwird: Ver dun s tun g s k ä 1 t e. (Beispiele: Das Besprengen derStralJen; Kältegefühl , wenn man geschwitzt ist, infolge der Verdunstungdes Schweißes; Abkühlung von heißen Flüssigkeiten durchMittel, welche die Verdunstung befördern: Darüberblasen, Fächelnusw.) Eine aUßerordentliche Temperaturerniedrigung tritt ein, wennman flüssige Kohlensäure, flüssig'en Wasserstoff usw., die in einereisernen Bombe eingeschlossen sind, ausströmen läßt, so daß durchdie Druckverminderung eine Verdampfung eintritt. Das Gas wird dannso stark abgekühlt, daß es zum Gefrieren kommen kann: es bildetsich so z. B. feste Kohlensäure in Schneeform.Auf der Benutzung der Verdunstungskälte beruht die Einrichtungder Eismaschinen. (Vgl. zuvor den Luftpumpen-VersuchlO, S. 94.)Die Ca r resche Eismaschine besteht aus zwei Metallbehältern,die durch eine Röhre miteinander in Verbindung stehen. In demeinen Behälter befindet sich eine konzentrierte wässrige Ammoniaklösung,der andere ist leer und wird von aUßen durch Wasser gekühlt.Durch Erhitzen des ersten Behälters wird das gasförmigeAmmoniak aus der Lösung ausgetrieben (Steigerung des inneren Gasdrucks)und gelangt in den zweiten Behälter, wo es sich infolge deshohen Druckes, der in dem aus beiden Gefäßen gebildeten geschlossenenSystem herrschend wird, zu flüssigem Ammoniak verdichtet.Wird nun das Erhitzen eingestellt, so vermag das in dcmersten Behälter zurückgebliebene Wasser wieder Ammoniak zu ab-Schule der Pharmazie. III. 4. Auf!. 11http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig162 .11. Wärmelehre.sorbieren, und· es tritt eine schnelle Verdünstung des Ammoniaksim zweiten Behälter ein, die solche Kälte erzeugt, daß in einem indiesen Behälter eingehängten Blechzylinder Wasser, welches er enthält,gefriert.Bei den Äther-Eismaschinen wird Äther durch eine Luftpumpe zum Verdampfengebracht; durch Abkühlung werden die Ätherdämpfe verdichtet undflüssig in den Kälteerzeuger zurückgeleitet. Die bei der Verdunstung des Äthersentstehende Kälte wird zur Eiserzeugung benutzt.Kritische Temperatur. Da eine Flüssigkeit um so schwerer siedet, jegröBer der äuBere Druck ist, unter dem sie steht (S. 156), so läBt sich einFlüssigkeits d a m p f bei einer bestimmten, gleichbleibenden Temperatur dadurchver d ich t e n, dafi man einen passenden Druck auf ihn ausübt. Das Gleiche giltfür solche Körper, die ünter gewöhnlichen Umständen von vornherein als Gase(und nicht als Flüssigkeiten) bestehen.Aber nicht bei je der Temperatur läBt sich ein Gas durch gesteigertenDruck in den flüssigen Zustand überführen. Vielmehr gibt es (nach An d r e w s'Entdeckung, 1869) für jedes Gas eine bestimmte Temperatur, oberhalb welcheres sich durch keinen noch so hohen Druck verflüssigen läßt. Diese Temperaturheifit die kr i ti sch e Tem p era tur oder der ab sol u t e Sie d epunk t (da ebenbei dieser Temperatur die Flüssigkeit durch keinen Druck verhindert werdenkann, sich in Dampf aufzulösen). Für Kohlensäure ist die kritische Temperatur= +30,9° C.'Vird ein Gas bei seiner kritischen Temperatur steigenden äufieren Druckenausgesetzt, so folgt es (im allgemeinen) zuerst dem Mariotteschen Gesetz (S. 80),bis es bei einem gewissen Druck (Kohlensäure bei 74 Atmosphären) in eineneigentümlichen Zwischenzustand zwischen Gas und Flüssigkeit, densogenannten kritischen Zustan d, eintritt.Da für die Elemente Sauerstoff, Wasserstoff und Stickstoff sowie einigechemisch zusammengesetzte Gase (Stickstoffoxyd, Kohlenoxyd und Grubengas)die kTitische Temperatur sehr tief liegt (für Sauerstoff z. B. = -113 0 C)und man dieselben früher, weil man von dem Dasein der kritischen Temperaturnichts wUßte, bei nicht genügend niedrigen Temperaturen komprimierte, so gelanges nicht, sie zu verflüssigen; man nannte sie daher permanente Gase. Ca i 11 e t e tund Pictet haben nachgewiesen (1877), dafi anch sie sich verflüssigen lassen(koerzibel sind).Die V erfl üssigung d er Luft ist in vollkommener Weise von Lind e imJahre 1896 bewerkstelligt worden. Er komprimiert die Luft in einer Kompressionspumpe,demKompressor, leitet sie von hier dnrch einen Kühler (erste Temperatnrerniedrigung)in den sogenannten Ge gen s t rom a p par at, der aus zweiineinander liegenden, spiralig anfgewundenen Röhren besteht, die nach aUßengut isoliert sind. Die komprimierte Luft durchströmt die i n n e re Schlange, inder sie (wie gleich begründet werden soll) weiter abgekühlt wird (zweite Temperaturerniedrigung),und fliefit nach unten in ein Sammelgefäfi ab, wo siedurch Ausdehnung eine dritte Temperaturerniedrigung erfährt. (V gl. S. 153.) Vonhier kehrt sie durch den ringförmigen Raum zwischen der ä u fi er e nun d derin n e ren Schlange zum Kompressor zurück und kühlt dabei ihrerseits die ihr inder in ne ren Schlange entgegenkommende neue Luft ab. (V gl. vorher.) Sie selbstwird durch den Kompressor weiter komprimiert und schlägt denselben Weg wiezuvor ein, wobei sie wieder einer dreimaligen Temperaturerniedrigung unterworfeIiwird. Allmählich sinkt auf diese Weise die Temperatnr der Luft so tief, dafiletztere unter der Wirkung des Kompressors flüssig wird und in diesem Zustandein das Sammelgefäfi abfliefit.Dampfsättigungj Daltonsches Gesetz. Ein begrenzter Raum vermag beieiner jeden Temperatur nur eine gewisse· Menge eines Flüssigkeitsdampfes anfzunehmen,welche die Sät ti g ungs m enge des Raumes für die betreffende Temperaturgenannt wird. Wird ihm mehr Dampf zugeführt, so verdichtet sich derDberschnß zur Flüssigkeit. Da die Sättigungsmenge mit zunehmender Temperaturwächst, mit abnehmender sich verringert, so tritt in einem.mithttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig11. Wärmelehre. 163einem Flüssigkeitsdampf gesättigten Raum auch dann eine Verflüssigung ein,wenn die Temperatur sinkt. D i ej e n ig e Te m p era tur, bei der di e K ondens a t ion s tat t f i n cl e t, he i fi t der Tau pu n k t.Wird in den mit Dampf gesättigten Raum ein kalter Körper gebracht(dessen Temperatur also u n tel' dem Taupunkt liegt), so kondensiert sich derDampf an diesem. (Das "Schwitzen" der Fensterscheiben im Herbst und Winter;das Beschlagen der BrillengläRer, wenn man im Winter ans dem Freien in einwarmes Zimmer tritt; Tau- und Reifbildung; das Beschlagen der Mauerwände,?as ~ich zeigt, wenn nach anhaltender Kälte ein plötzlicher 'VitterungsumschlagIn müdere Temperatur eintritt, erklärt sich daraus, daE die wärmer gewordeneLuft mehr Wasserdampf aufnimmt, die Wände aber die Wärme noch nicht angenommenhaben und daher auch die Luft in ihrer Nachbarschaft kälter undsomit eher mit Wasserdampf gesättigt ist. Je nach der noch in den Wändensteckenden Kälte beschlagen sie nur feucht oder reifartig.)Wie Dalton festgestellt hat (1801), nimmt ein bestimmter Raum stets dieselbeMenge eines Dampfes auf, gleichgültig, ob er leer oder mit irgend einemandern Dampf oder Gas von beliebiger Dichtigkeit gefüllt ist, vorausgesetzt,daE keine chemische Wechselwirkung zwischen beiden Gasen oder Dämpfen stattfindet.Mit anderen Worten: Die Sättigungskapazität eines Raumesfür den Dampf einer FI üssigk ei t ist una b hängig von dem V 01'­han densein und der Natur eines ande rn D amp fes 0 der Gases.(VgI. S. 17.)Ferner gilt: Der Gesamtdruck des Gasgemisches ist gleichder Summe derjenigen Drucke, die die Gase einzeln ausübenwürden, wenn sie jedes für sich den ihnen zu Gebote stehendenRaum erfüllen würden.Nur den Unterschied weist ein lee l' e l' Raum gegenüber einem gas erfülltenauf, daE jener sich sc hn eller mit Dampf sättigt als dieser.Auch das DaItonsche Gesetz stimmt (gleich dem Mariotte-Boyleschenund dem Gay-Lussacschen) nicht genau. Denn da jedem Gase eines Gasgemischeswegen der Moleküle des andern Gases ein k lei ne l' e s Zwischenvolumzukommt, als wenn das erste Gas den ganzen, dem Gemisch zur Verfügntigstehenden Raum alle i n ausfüllte, so ist der Druck, den das Gasgemisch ausübt(nach dem Mariotte-Boyleschen Gesetz in deI' Dühringschen Fassung),g l' Ö E e l' als nach Daltons Annahme.van't Hoffsehe Lösnngstheorie. Dem Daltonschen Gesetz wie den bereitsfrüher besprochenen Gasgesetzen (dem Mariotte-Boyleschen und dem Gay­Lussacschen, vgI. S. 80 und 152) entsprechen nach va n ' t Hof f die bei derOs m 0 s e (S. 77) herrschenden GesetzmäEigkeiten. Er hat demgemäE eineTheorie _der verdünnten Lösungen aufgestellt, nach welcher der gelOsteStoff auf dIe hai b dur chi ä s s i g e (das Lösungsmittel durchlassende, den gelöstenStoff zurückhaltende) Scheidewand einen Druck ausü'bt, als wenn er ein Gasw~re, welches den gleichen Raum bei gleicher Temperatur erfüllte. Dieser DruckhetEt der osm 0 ti s ch e D .fuc k des gelösten Stoffes und stellt die Kraft dar, mitwelcher der gelöste Stoff in das Lösungsmittel zu diffundieren strebt.Der osmotische Druck wächst proportional der Konzentration (Mariotte­Boylesches Gesetz) und der absoluten Temperatur (Gay-Lussacs Gesetz) und istunabhängig von dem osmotischen Druck eines anderen gelösten Stoffes (DaltonsGesetz).. Lösungen verschiedener Körper mit dem gleichen Lösungsmittel, welcheI n ~ lei c h e n V 0 I urne n die gl ei c h e An z a h IM? lek ü I e des $'elöstenStoffes enthalten, haben bei gleicher Temperatur gl e 1 c h e nos m 0 tt sc h e nDruck.Derartige Lösungen heiEen is 0 to n is ch e oder is 0 mol e k u I ar e. Diegenannte Gesetzmäfiigkeit entspricht dem für die Gase geltenden AvogadroschenGesetz (Avogadro 1811) wonach gleiche Volume verschiedener Gase,welche die gleiche Anzahl Mol~küle enthalten, bei gleicher Temperat!1r diegleiche Spannkraft besitzen; oder in anderer Fassung: In gleichenVolumen verschiedener Gase sind bei gleicher Spannkraft undgleicher Temperatur gleich viele Moleküle enthalten. Hiernach11*http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig164 11. Wärmelehre.ist die Dichtigkeit bzw. das Volumgewicht aller Gase propOi"tional ihrem Molekulargewichtund die Dichtigkeit bzw. das Volumgewicht der gasförmigenEIe m en te im a llg e mein en auch proport.ional 'ihrem At 0 mgewicht. EineAusnahme machen in letzterer Hinsicht die Elemente Phosphor, Arsen, QuecksilberUnd Kadmium.Auch das Avogadrosche Gesetz stimmt (wie das Mariotte-Boylesche, GaycLussacsche und Daltonsche) nicht genau. Nach Eugen und Ulrich Dühringenthalten nicht gleiche Ge sam t volnme aller Gase gleich viele Moleküle, sondernzu der gleichen Anzahl Moleküle eines jeden Gases gehört dasselbe Zwischenvolum.Für isotonische oder isomolekulare Lösungen g:It die weitere Gesetzmäßigkeit,dafisie gleichen Dampfdruck und gleichen Gefrierpunkt baben, und rerner,daE sie in gleichen Volumen ebensoviele Moleküle enthalten wie Gase vongleichem Gasdruck (oder gleicher Spannkraft) und von gleicher Temperatur.V gl. hier des weiteren die vorhergehenden Ausführungen (S. 1(0) überDampfdruck- und Gefrierpunkts-Erniedrigung bei Lösungen, die beide in deryan't Hoffsehen Theorie ihre Erklärung finden.Der yan't Hoffsehen Theorie fügen sich die Elektrolyte (Salze, starkeSäuren und Basen) nicht, sondern zeigen - in Was se r - einen gegenüberjener Theorie zu g rOß e n osmotischen Druck; sie enthalten daher in einembestimmten Volum eine größere Anzahl Moleküle, als der yan't Hoffsehen Theorieentspricht.Diese Ausnahme sowie die in der Dissoziation liegende Erklärunghierfür ist schon zuvor bei der Besprechung der Dampfdruck- und Gefrierpunkts­Erniedrigung angeführt worden.Feuchtigkeit. Enthält ein· Luftgebiet nahezu eine so grafieMenge Wasserdampf, als zu seiner Sättigung nötig ist, so nennt manes fe u c h t; enthält es nur wenig Wasserdampf, so nennt man est r 0 c k e n. Bei demselben absoluten Gehalt an Wasserdampf erscheinteine Luftmenge (nach S. 162) um so feuchter, je niedrigerihre Temperatur ist. 'rritt eine Temperaturerniedrigung ein undschreitet sie weit genug fort, so erfolgt schließlich bei einer gewissenTemperaturgrenze (dem Tau pu n k t - S. 163) eine Verflüssigungeines Teiles des Wasserdampfs; ein Niederschlag.Unter dem ab so I u t en Fe u eh tig 11: e itsgeha lt der Atmosphäre verstehtman diejenige Gewichtsmenge Wasserdampf, die in einer Volumeinheit Luftenthalten ist. Derselbe ist. im Sommer gröfier als im Winter, nachmittags größerals kurz vor Sonnenaufgang.Umgekehrt verhält es sich mit dem mittleren Sättigungsverhältnisoder der relativen Feuchtigkeit. Mit diesem Namen bezeichnet man denin der Luft vorhandenen, in Prozenten ausgedrückten Bruchteil der zur Sät t i­gun g bei der herrschenden Temperatur notwendigen Wasserdampfmenge.Zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes der Luft dienen die verschiedllnenArten der Hygrometer und das Psychrometer von A ugustj am genauestenerfolgt sie auf dem Wege der Absorption und direkten Wägung.Die Einrichtung der Hygrometer beruht zum Teil auf der Hygroskopizitätder Körper (vgl. S. 18), indem hygroskopische Körper, wie Haare, Darmsaiten,die Fruchtgrannen des Geraniums usw., bei feuchter Luft durch Aufnahme vonWasser sich vorlängern bzw. strecken, bei trockener Luft dagegen sich yerkürzenbzw. zusammenrollen.Dampfmasc11ine. Die bedeutende Spannung, welche der sichaus dem flüssigen Wasser entwickelnde Wasserdampf, besonders beihohen, über den Siedepunkt gesteigerten Temperaturen besitzt, wirdals bewegende Kraft in den Dampfmaschinen benutzt. Hier erzeugtalso die starke molekulare Bewegung, welche dem entstehen·http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig11. Wärmelehre. 165den Wasserdampf dureh Aufnahme der Verdampfungswärme' zuteilwird, mechanische Arbeit.Die Größe der Spannung wird 1. daraus ersichtlich, dafi der·jenige Wasserdampf, der beim Sieden einer bestimmten Was s er,menge bei 100° 0 entsteht, einen 1700 mal so grofien Raum alsdie letztere einnimmt, und 2. daraus, dafi Was s erd am p f, dessenSpannkraft bei 1000 0 gleich einer Atmosphäre ist, bei Erwärmungauf 1210 die doppelte, auf 1350 die dreifache, auf 145° die vierfacheSpannkraft annimmt usf.Mau unterscheidet hanptsächlich zwei Arten von Dampfmaschinen:die Niederdruckmaschinen, die mit Kondensation arbeitenund einen Balancier besitzen; und die Hochdruckmaschinen,die meist ohne Kondensation arbeiten und denen der Balancierfehlt, indem die Kolbenstangedur~h eine Führung unmittelbar mitder Pleuelstange des Schwungrades verbunden· ist. .Niederdruckmaschine. Eine N fe der ci r u c k m a s chi n e (Ab-.bildung 108) besteht aus folgenden Hauptteilen; Dampfkessel,Abb. 108. Dampfmascbine (Niederdruckmasehine).Zylinder, S teueru n g, B alan'cier, Sch wungrad, Kon densatorund Regulator.. ... Die Erzeugung der zur Verwendung kommenden Wasserdämpfeg.eschieht in. dem Dampf~essel DK. Derselbe wird mit Wasserhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig166 11. Wärmelehre.gespeist und dieses bis zum Sieden erhitzt. Da der Kessel vollständiggeschlossen ist, so steigert sich die Spannkraft der Dämpfe,und das Sieden vollzieht sich bei einer höheren Temperatur als100° C.Um Explosionen zu verhüten, die infolge des hohen Dampfdruckseintreten könnten, ist an dem Kessel ein (in der Abbildungnicht gezeichnetes) Si c her he i t s v e n t il angebracht, das sich nachaUßen zu öffnen vermag, aber von einem einarmigen Hebel, andessen freiem Ende ein Gewicht angebracht ist, so lange niedergehaltenwird, als die Spannkraft der Dämpfe im Kessel den Druckdes Gewichtes nicht übersteigt; wenn let z t e r e r Fall eintritt, wirddas Ventil gehoben, es strömt Dampf aus, und die Spannkraft derzurückbleibenden Dampfmenge wird verringert.Ein am Kessel angebrachtes Manometer ermöglicht es, jederzeitdie Größe der Dampfspannung zu erkennen. Ein (aus Glashergestelltes)Wasserstandsrohr zeigt den Stand des Wassers imKessel an.Die im Dampfkessel entwickelten Dämpfe werden durch dasDampfrohr DR nach dem Zylinder C geleitet, um in diesemden Kolben K auf- und niederzubewegen, der durch die Kolbenstanged-K den um die feste Achse A drehbaren Balancier Babewegt, der seinerseits durch Vermittlung der P leu e 1 s ta n g e oderBleuelstange Bl und der Kurbel Kr die Welle des großenSchwungrades S in Umdrehung versetzt. (Verwandlung dergleitenden - gradlinigen - Bewegung des Kolbens in eine drehende.)Von der Achse des Schwungrades aus wird die Bewegung auf andereMaschinen übertragen, die durch die Dampfmaschine in Betrieb gesetztwerden sollen.Um das abwechselnde Auf- und Niedergehen des Kolbens zuwegezu bringen, mUß der Dampf bald oberhalb, bald unterhalb des Kolbensin den Zylinder eintreten. Dies wird durch die sogenannte Steuerungbewirkt, die in unserer Abbildung eine Sc h i e bel' s t e u e run g ist.Der Dampfzylinder C besitzt zwei Öffnungen, die eine nahe demBoden, die andere nahe der Decke, durch welche der innere Zylinderraummit dem sogenannten Sc h i e b e r k ast e n (SK) in Verbindungsteht, in dem sich der Verteilung s s chie b er V befindet, derseiner Form wegen auch Mus c hel s chi e beI' genannt wird. Dieserteilt den Raum des Schieberkastens in einen äußeren und eineninneren und wird durch ein Gestänge (V-f-e-W1-E) vonder Achse des Schwungrades aus auf- und abbewegt. Geht derVerteilungsschieber in die Höhe, so gibt er die untere Öffnung desZylinders frei, und letzterer steht sodann in seinem unteren Teile mitdem äUßeren Schieberraum und infolgedessen mit dem Dampfrohr DRin Verbindung: der Dampf strömt in den unteren Teil des Zylindersein und treibt den Kolben empor. Zugleich steht aber der obereTeil des Zylinders (durch die obere Öffnung) mit dem innerenSchieberraum in Verbindung, und der über dem Kolben befindlicheDampf vermag - durch diesen Schieberraum und ein in der Abbildungpunktiert gezeichnetes Rohr - nach dem K 0 nd e n s a torhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig11. Wärmelehre. 167Kds zu entweichen, wo er zu Wasser verdichtet wird. Der Kondensatorist nämlich ein luftleeres, ringsum von kaltem ·Wasser umgebenesGefäß, in das aUßerdem bei jedem Kolbenstoß kaltes Wassereingespritzt wird. - Nachdem der Kolben nahe am oberenEnde des Zylinders angelangt ist, bewirkt es das Schiebergestänge(V-f-e-W1-E), daß der Verteilungsschieber abwärts bewegtwird. Dann tritt der Zylinder in seinem oberen Teil durch die freiwerdende obere öffnung mit dem äUßeren Schieberraum in Verbindung:der Dampf strömt in den oberen Teil des Zylinders undtreibt den Kolben hinab, während, wie zuvor, der unter dem Kolbenbefindliche Dampf nach dem Kondensator entweicht.Das Schiebergestänge (V-f-e-W1-E) besteht ausder auf der Welle des Schwungrades befestigten ex zen tri s c h e nScheibe oder dem Exzenter (E), einer von E nach W 1 verlaufendenSchubstange, dem vVinkelhebel W 1 , der Verbindungs stange efund der Schieberstange fV. Infolge der Drehung des Schwungradesbefindet sich der größere Teil der exzentrischen Scheibe bald links,bald rechts von der Welle des Schwungrades, so daß die mit ihremeinen Ende auf die exzentrische Scheibe aufgesetzte Schubstangeeine wagerecht hin- und hergehende Bewegung erfährt, die durchden Winkelhebel W 1 in eine auf- und niedergehende Bewegung derVerbindungsstange ef und damit des Verteilungsschiebers V verwandeltwird.Auf dem Schieberkasten (SK) ist eine Stopfbüchs e angebracht,durch welche die Schieberstange luft- oder dampfdicht hindurchgeht.Eine gleiche Stopfbüchse (St) befindet sich auf demZylinder, um den Dampfaustritt rings um die Kolbenstange (d-K)zu verhindern.Damit die Bewegung der Kolbenstange, die sich infolge derFührung durch den Zylinder zu einer senkrechten gestaltet, durchden Balancier (Ba), dessen Endpunkt a einen Kr eis bog e n durchläuft,nicht aus der senkrechten Richtung abgelenkt wird, steht dieKolbenstange nicht unmittelbar mit dem Balancier in Verbindung,sondern wird von dem an den Balancier befestigten sogenanntenWattschen Parallelogramm abcd getragen.Das Sc h w u n g r ~ d (S) hat den Zweck, den Gang der Maschinegleichförmig zu erhalten. Da nämlich seine Masse eine beträchtlicheist, so ändert es infolge des Beharrungsvermögens oder der Trägheitseinen Bewegungszustand nicht plötzlich, wenn der Dampfzutritt zumZylinder eingeleitet oder unterbrochen wird, und verhindert insbesondereein Stillstehen der Ma:schine, wenn der Dampf vorübergehendabgesperrt ist. Auch ist es das Schwungrad, das der Kurbelüber ihren höchsten und ihren tiefsten Punkt (die sog. "toten Punkte")hinweghilft.Die S eh n e 11 i g k ei t des Ganges der Dampfmaschine wirddurch den Zen t r if u g aIr e g u la tor R geregelt. Derselbe bestehtaus zwei von kurzen Stangen getragenen Metallkugeln, die sich umeine senkrechte Achse drehen. An den Stangen hängt, abermalshttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig168 11 ... Wärmelehre.von zwei Stangen getragen, eine lose über die Achse geschobeneHülse (Hü). Die Achse wird durch Vermittlung von Zahnrädern undeiner Treibsclmur von der Maschine in Umdrehung versetzt. Gehtnun die Maschine zu schnell, so treibt die Zentrifugalkraft diebeiden Kugeln des Regulators von der Umdrehungsachse fort; dadurchgehen sie selbst und die Hülse Hü in die Höhe. An derHülse ist aber eine Stange befestigt, welche den einen Arm einesWinkelhebels (W 2 ) darstellt, dessen anderer Arm eine nach linksgehende Bewegung ausführt und dadurch einen weiteren Winkelhebel(Ws) bewegt, durch den eine Stange (g) gehoben wird, dieeinen im Dampfrohr angebrachten Hahn (Ha) schließt, so daß derDampfzutritt zum Schi(lberkasten und damit zum Zylinder gehemmtwird. Bei zu langsamem Gang der Maschine geschieht das Umgekehrte.Pl' P2 und P 3 sind Pumpenstangen, die am Balancier befestigtsind und durch ihn in Bewegung gesetzt werden. Sie führen: 1. zurKondensator- oder Luftpumpe (p!) , welche die Aufgabe hat,das warme Wasser und die eingedrungene Luft aus dem Kondensatorzu entfernen; 2. zur Speisepumpe (P 2 ), die einen Teil dieseswarmen Wassers nach dem Dampfkessel befördert und so für dessenSpeisung sorgt; und 3. zur KaI t was seI' p u m pe (Ps), durch die dasEinspritzen des kalten Wassers in den Kondensator bewirkt wird.Erfindung der Dampfmaschine durch Savari, 1688; Newcomenbaute die erste sogenannte at m 0 s p h ä I' i sc he Maschine, 1705 ;ferner Papin, 1647-1714; James Watt, 1736-1819; letztererverbesserte 1763 die Newcomensche atmosphärische Maschine zurdoppelt wirkenden oder Niederdruckmaschine.Hocbdruckmascbille. Die Hochdruckmaschinenunterscheidensich, wie schon bemerkt, von den Niederdruckmaschinen durch denUmstand, daß sie mit höherer Dampfspannung arbeiten als jene (dieSpannung beträgt gewöhnlich 5-8 Atmosphären gegenüber höchstens2 Atmosphären bei den Niederdruckmaschinen), und daß sie meistkeinen Kondensator besitzen. Der Grund, warum bei Anwendunghöherer Dampfspannung der Kondensator entbehrt werden kann, istder, daß in diesem Falle der Dampf den Gegendruck der atmosphärischenLuft zu überwinden imstande ist und daher in dieselbefrei austreten (auspuffen) kann, ohne daß - durch jenen GegendruckdieGesamtwirkung der Maschine wesentlich vermindert würde. Schließliehfehlt den Hochdruckmaschinen auch der Balancier. Infolge diesesUmstandes können sie bei weitem schnellere Leistungen vollbringen,während die Balanciermaschinen wegen der bedeutenden Masse unddaher Trägheit des Balanciers nur zu solchen Zwecken verwendetwerden können) wo eine langsame Umdrehung genügt, wie zurInbetriebsetzung von Pumpwerken u. dgl. Ein besonderer Vorzugder Hochdruckmaschinen ist der, daß sie weniger Raum beanspruchenals die Niederdruc~maschinen.Abb. 109 stellt eine liegende Maschine oder Horizontalma sc hin e dar, d. h. eine J\faschine, deren Zylinder eine horizontalehttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweigll. Wärmelehre. 169Lage hat. Sie besteht aus Da m p f k es seI (in der Abbildung weggelassen),Rahmen, Zylinder, Steuerung, Geradführung,Schwungrad und Regulator.Die ganze Maschin~ mit ihren Teilen wird, abgesehen vomDampfkessel, von dem auf einem Fundament (F') ruhenden Rahmen(Ra) getragen, einem Gestell, das bei der in der Abbildung gewähltenForm der Dampfmaschine aus zwei größeren Stückenbesteht und wegen der Gestalt des rechts befindlichen StücksBa j 0 ne tt rahmen heißt.In dem Z y li nd e r bewegt sich der Kolben K, der an derKOlbenstange KS befestigt ist. An seinen Enden wird der Zylindervon den Deckeln D, D verschlossen, in welche die StopfbüchsenSi, Si eingesetzt sind, durch die die Kolbenstange hindurchgeht.0, 0 sind die schlitzartigen Öffnungen für den seitlichen Eintrittdes Dampfes in den Zylinder.Ahb. 109.Hochdruckmaschine.Die Steuerung, die im gewählten Beispiel eine Schiebersteuerungist (es gibt aUßerdem noch Ventil-, Hahn- und gemischteSteuerungen), befindet sich hinter dem Zylinder, ist also in der Abbildungnicht sichtbar.Die Übertragung der Kolbenbewegung auf das Schwungradgeschieht durch die Geradführung (G), in der der sogenannteKreuzkopf (KK) hin- und hergleitet, ein Eisenstück, das einerseitsmit der Kolbenstange (KS), andrerseits mit der PIe u eIs t a n g e (Pl)verbunden ist, die durch die Kurbel Kr das Schwungrad S inBewegung setzt.Der Re g u I at 0 r (R) wird von der Achse des Schwnngradesaus durch das Exzenter und eine Treibschnur- oder Zahnradverbin dun g, die beide hinter dem Rahmen liegen und daher inder Abbildung nicht sichtbar sind, in Umdrehung versetzt und wirktdurch ein Gestänge derartig auf die Steuerung ein, daß die Dampfzufuhrähnlich wie bei· der Niederdruckmaschine reguliert wird.Der in den Zylinder eingetretene Dampf wird, nachdem er seineArbeit geleistet, d. h. den Kolben in der einen oder anderen Rich-http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig170 11. Wärmelehre.tung bewegt hat, nicht zur Kondensation gebracht, sondern manläßt ihn einfach durch eine besondere Öffnung in der Mitte desZylinders in die atmosphärische Luft auspuffen.Zu den Hochdruckmaschinen gehören die Lok 0 mo t i v e n. Dadieselben kein Schwungrad haben, wendet maü-;--um--die an derPleuelstange befestigte Kurbel (und damit die Maschine überhaupt)über die toten Punkte hinwegzubringen, z w e i Zylinder mit verschiedener.Dampfsteuerung an, die derartig wirken, daß dievon dem einen Zylinder aus bewegte Kurbel gerade ihre größteKraftleistung gibt, wenn die durch den andern Zylinder getriebeneKurbel an einem der toten Punkte angelangt ist. Dasselbe ist bei denD alllE_fs chi ffen der Fall.Die erste Lokomotive baute Ge 0 I' g e S t e p he n s 0 n; 1825 eröffneteer die erste Eisenbahn (Stockton-Darlington).Die Arbeitsleistung einer Dampfmaschine wird berechnet: nachdem Querschnitt des Kolbens, der Höhe des Zylinders (der Hubhöhe),dem Unterschiede des Dampfdrucks auf beiden Seiten desKolbens, sowie der Anzahl der Auf- und Niedergänge des Kolbensin einer Zeiteinheit. Man gibt sie meist in Pferdekräften an.(S. 43.)Gasmotor, Benzinmotor und HeiJ31uftmascbine. In ähnlicher Weisewie die Dampfmaschinen wirken die Gasmotoren oder Gaskraftmaschinenund die Hei1.i1 uftmaschinen oder kalorischen Maschinen. Doch ist esbei ihnen nicht der Wasserdampf, der die Kolbenbewegung hervorbringt, sonderndie Spannkraft erhitzter Gase. Bei den Gas mo tor e n (L e n 0 i r, 1860, 0 t t 0und Langen, 1867) wird die Erwärmung durch die Entzündung eines Gemengesvon Leuchtgas und Luft durch Gasflämmchen hervorgebracht, wobei entwederin sto1.iweisen Zwischenräumen eine explosionsartige Vereinigung des Gasgemischesoder (bei den Ottoschen Gasmotoren) eine gleichmä1.iigere und langsamere Verbrennungstattfindet. Die entstehenden Verbrennungsprodukte : Wasserdampf,Kohlensäure und Stickstoff werdim durch die erzeugte gro1.ie Hitze stark ausgedehntund üben dadurch im Innern des Zylinders einen beträchtlichen Druckauf den Treibkolben aus.An Stelle des Leuchtgases können Dämpfe von Benzin, Spiritus und anderenflüchtigen Stoffen Anwendung finden. Besonders die B enzinm otoren (Daimler,1883) haben die weiteste Verbreitung erhalten, weil einerseits ihr Gewicht geringist und andrerseits ihr Betrieb, da ihnen (wie den Gasmotoren allgemein) einDampfkessel fehlt, weniger gefährlich ist und zugleich geringere Aufsicht erfordert.Sie dienen hauptsächlich zum Antrieb von Auto- oder Kraftfahrzeugen(auch Motorwagen oder Automobile genannt), sowie von lenkbaren Luftschiffenund Flugmaschinen (Aeroplanen). Die Zündung des Gasgemisches erfolgt hierauf elektrischem Wege (indem ein Akkumulator einen Induktionsapparat speistoder ein Elektromagnet, der von der Motorwelle aus erregt wird, einenmagnetoelektrischen Strom erzeugt; dieser liefert bei Stromöffnung, die mitHilfe eines Abrei1.ihebels durch die Umdrehung der Motorwelle bewirkt wird,den Zündungsfunken). Um die durch die Explosionen erzeugte Wärme unschädlichzu machen, ist der Zylinder von einem von Kühlwasser durchströmten Hohlranmumgeben; das erwärmte Wasser passiert einen K ü h 1 a p par at, der sichim vorderen Teile des Wagens befindet, um den dort durch die Fahrgeschwindigkeitbewirkten Lnftzug zur Kühlung des Wassers anszunutzen.Bei den H ei 1.i 1 u f tm a s chi n e n befindet sich der vertikal stehendeZylinder, in dem sich der Kolben auf- und ab bewegt, auf einem Ofen, durchden die in den Zylinder eintretende Luft erhitzt wird, so daß. sie sich ausdehntund den Kolben hebt.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig11. Wärmelehre. 171Spezifische Wärme. Wenn man zwei gleich große Mengendesselben Körpers, welche verschiedene Temperaturen besitzen, miteinandermischt, so liegt die Temperatur, welche das Gemisch annimmt,genau in der Mitte zwischen den ursprünglichen Temperaturen(oder sie ist das arithmetische Mittel zwischen den ursprünglichenaO+b O )Temperaturen; Formel: --2- .Anders verhalten sich dagegen gleich große Mengen zweierver s chi eden e I' Körper. Es gibt also in diesem Falle der wärmereKörper nicht eben so viel Wärme ab, wie der kältere aufnimmt,was seinen Grun~ nur darin haben kann, daß die Wärmemengen,welche beiden Körpern vor der Mischung innewohnten, nicht imVerhältnis ihrer Temperaturen zueinander standen.Aus dieser Tatsache folgt, daß gleiche Gewichtsmengen verschiedenerKörper, denen gleiche Wärmemengen zugeführt werden,sich nicht in demselben Matie erwärmen oder mit anderen Worten:nicht dieselbe Temperatur annehmen. Es gehören vielmehr verschi e den e Wärmemengen dazu, um an gleichen Gewichtsmengenzweier verschiedener Körper dieselbe Temperatursteigerung zu bewirken.- Besondere Versuche bestätigen diese Folgerung.Zu beachten ist hierbei übrigens, daß nicht die ge sam t e einem Körper zugeführteWärme zur Temperatursteigerung (also zur Erhöhung der Geschwindigkeitder Moleküle) dient, sondern daß einTeil jener Wärme die Entfernungder Moleküle (bzw. die Entfernung ihrer Gleichgewichtslagen - vgl. S. 146),d. h. die Aus d e h nun g des Körpers zu bewirken hat.Diejenige Wärmemenge, welche nötig ist, um die Temperaturvon 1 Kilogramm eines Körpers um 1 ° C zu erhöhen, heißt diespezifische Wärme (oder Wärmekapazität, das Wärmeaufnahmevermögen)des Körpers (vgl. S. 147).Die spezifische Wärme des Wassers ist nach S. 159 gleich einerWärme einheit oder einer Kalorie oder kurz = 1.Zur Bestimmung der spezifischen Wärme eines Körpers bedient man sichvorzugsweise des KaI orim e t e r s, eines Apparats von verschiedenartiger Einrichtung,der es gestattet: e n t w e der festzustellen, welche Temperaturzunahmeeine bestimmte Menge Wasser von bekannter Temperatur erfährt, wenn sie miteiner bestimmten Menge, des auf eine bestimmte Temperatur erw ärm t en Körpers,der untersucht werden soll, gemischt wird; 0 d er zu ermitteln, eine wiegroße Menge Eis durch eine bestimmte Menge des erwärmten Körpers zumSchmelzen gebracht wird.Nachfolgend die Zahlenangaben über die spezifische Wärme einiger Stoffe:Wasser. . . .'. 1,000 Schwefel 0,178Glas. 0,177Alkohol.0,632 Eisen 0,114Ather0,550 Kupfer 0,093Olivenöl0,504 Silber 0,057Terpentinöl0,440 Gold. 0,032Blei 0,031Quecksilber (flüssig)" (fest).0,0280,032Luft. 0,267http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig172 11. Wärmelehre.Hieraus ist ersichtlich, daß' die spezifische 'Wärme der Flüssigkeiten imallgemeinen größer ist als die der festen Körper. Das Wasser hat die größtespezifische Wärme, d. h. es gehört beim Wasser die größte Wärmemenge dazu,um dieselbe Erwärmung oder 'l'emperatursteigerung wie bei irgend einem andernKörper herbeizuführen.Die spezifische Wärme eines Körpers ist nicht für alle Temperaturen dieselbe,sie steigt im allgemeinen mit der Temperatur; d. h. also: Je wärmer einKörper ist, eine desto größere Wärmemenge ist erforderlich, um seine Temperaturiu demselben Mafie zu steigern wie bei niedrigerer Temperatur.Je größer die spezifische Wärme eines Körpers ist, desto langsamer, aberin desto reichlicherem Maße gibt er die ihm zugeführte Wärme bei der Abkühlungab.Daraus erklärt es sich z. B., daß heißes Öl auf unsere Gefühlsnerven eineheftigere Wirkung ausübt als gleich heißes Wasser, da das Öl eine ger in ge l' espezifis che Wärme hat als das 'Vasser und daher seine Wärme sc hn e 11 e rab gib t als dieses. (Hierher' gehört auch' das leicht erfolgende Verbrennen desMundes beim Genusse heißer Bouillon, da diese fetthaltig ist.) .Eine wichtige Beziehung besteht zwischen der spezifischen Wärmeder chemischen Grundstoffe im festen Aggregatzustande undihrem Atomgewicht. Beide Größen sind einander umgekehrt pro·portional, oder ihr Produkt ist stets dieselbe Zahl (=6,4). (Dulong­Pet i t sches Gesetz, 1818.) Ausnahmen bilden: Kohlenstoff, Bor, Silicium. - Dadas Produkt aus der spezifischen Wärme und dem Atomgewicht .eines chemischenGrundstoffs angibt, wieviel Wärmeeinheiten erforderlich sind, um das Atomgewicht(bzw. das Atom) um 1° C zu erwärmen, so hat man es die A tomwä l' me genannt. Das Dulong-Petitsche Gesetz läEt sich also auch folgender·'maßen fassen: Die chemischen Grundstoffe haben im festen Aggregatzustande die gleiche Atom wärme.Zum Verständnis dieses Gesetzes diene folgende Betrachtung: Die Gröfieder Wärme als einer (molekularen) Bewegung wird durch das Produkt aus M ass emal Ge s c h win dig k ei t, die sogenannte B ew e gungsgrö fi e (vgl. S. 36),bestimmt. Haben nun die Atome verschiedener Elemente den gleichen Wärmezustand,d. h. nach dem Gesagten dieselbe BewegungsgröEe, so müssen sich ihreGeschwindigkeiten um g e k ehr t wie ihre Massen oder, was dasselbe besagt, umgekehrtwie die Atomgewichte. verhalten. Zur gleichen Wärmeerhöhung verschiedenschwerer Atome zweier Elemente ist es daher nicht erferderlich, dieAtomgeschwindigkeit gleich sehr zu steigern, was bei den (gleich schweren)Atomen ein es und d e ß seI ben Elementes der Fall ist, so dafi für ein und dasselbeElement und allgemein für ein und denselben Stoff die Wärmezufuhr beieiner bestimmten Temperaturerhöhung proportional der erwärmten Ge w ich t s­me n geist (gemäß der Definition der spezifischen Wärme- S. 171).Sind dagegen die Atomgewichte zweier verschiedener Elemente = a und= 2 a und befindet sich das erstere Element in einem Wärmezustande, in welchemdie Atomgeschwindigkeit = v ist, so stellt sich die Bewegungsgröße seiner Atomeauf a.v. Das zweite Element hat dann den gloichen Wärmezustand, wenn seineAtomgeschwindigkeit = i ist, denn dann iRt die Beweguugsgröße sein e r Atome= 2 a.;, d. h. ebenfalls = a . v. Erfährt nun ein Atom des ersten Elements eineWärmezufuhr , die einer Zunahme der Atomgeschwindigkeit um die Größe xentspricht, so ist die Bewegungsgröfie eines Atoms je tz t a (v + x). DieS t e i ger u n g der BewegungsgröEe eines Atoms beträgt hiernach a. x. Anders,wenn ein Atom des zweiten Elements - mit dem Atomgewicht 2a - dieselbeTemperaturerhöhung erfahren soll. Dasselbe braucht, e ben s 0 wie es beigl eichern ViV ärmezust ande wie ein Atom d es ersten Elem en ts nurdie halbe Geschwindigkeit zu besitze'n brauchte, auch nur diehalbe Geschwindigkeits z u na h me zu erfahren, so daß seine neue Bewegungsgröfie= 2 a • v t 'x ~ ; (v + x) ist; denn dann ist die Steigerung seiner Bewegungsgröfie,d. h.· also die erforderliche W ä l' mez u fuhr eines Atomshttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig11. Wärmelehre. 173(die Atomwärme), ebenfalls = a. x (es multiplizierte sich eben die haI be Geschwindigkeitszunahmewiederum mit dem dop p el ten A to mge wich t).Während sich aber diese Wärmezufuhr bei dem er S t e n Element auf dieMasse a erstreckt, wird sie beim zweiten Element der Masse 2a zuteil,so dafi hier die Masse a nur die halb e Wärmezufuhr erfithrt.Die spezifischen Witrmen der chemisch einfachen Gas e (Sauerstoff, Stickstoff,Wasserstoff, Chlor) sind umgekehrt proportional ihrer Dichtigkeit. Undda die Dichtigkeit ner gasförmigen Elemente proportional ihrem Molekulargewichtund im allgemeinen auch proportional ihrem Atomgewicht ist(Avogadrosches Gesetz, vgl. S. 163), so haben die chemisch einfachen Gase imallgemeinen au c h, ebenso wie die festen Elemente, untereinander gleiche Atomwärmen.Dies gilt von der spezifischen Wärme bei konstantem Druck. Die spezifische'Wärme der Gase bei konstantem V 0 lu m ist eine andere als die bei konstantemDruck: dies gilt für alle (die chemisch einfachen wie die chemischzusammengesetzten) Gase. Das Verhitltnis beider spezifischen Witrmen zueinander(konst. Druck: konst. Vol.) ist = 1,41, wenn der konstante Druck gleich1 Atmosphäre ist .. Dafi die spezifische Wärme bei konstantem Druck g r ö 13 e I' ist als bei kon­§tantem Volum, erklärt sich daraus, daß im ersteren Falle die zugeführte Wärmeaufier der Temperatursteigerung noch die Arbeit der V 01 um ver g l' Ö 13 er u n goder Ausdehnung zu leisten hat. Erhält man bei einem Gase dagegen das Volumkonstant, so ist der Erfolg ein ithnlicher, als lieEe man es sich zu e I' s t ausdehnennnd brächte es dann durch Kom p l' e s s ion auf das ursprüngliche Volumzurück - ein Vorgang, bei welchem 'Värme entwickelt würde, sodaE infolgedessenweniger 'Wärme als im Falle konstanten Drucks zugeführt zuwerden braucht. (V gl. S. 153.)Verbreitung der Wärme. Die Ve rbrei tung de r Wärmegeschieht auf zweierlei Art: dur c h L_eJ!ll n g und dur c h S t rah -lung.Die W ä r me lei tun g erfolgt von Körpermolekül zu Körpermolekülund findet daher entweder innerhalb eines Körpers oderzwischen zwei sich berührenden Körpern statt. Die W ä r me s t rah -I ung dagegen geht in derselben Weise vor sich wie die Fortpflanzungdes Li c h t s: auf beliebig grofie Entfernungen und ohne dafiein wägbarer Körper die Fortpflanzung vermittelte, wie es derWärmeübergang von der Sonne zur Erde beweist. Es mufi demnach.. die Wärmestrahlung - ebenso wie die Lichtstrahlung - durchden At her (Welt- oder Lichtäther) bewerkstelligt werden.Nicht alle Körper leiten die Wärme gleich gut. Gute Wärmeleiternehmen die Wärme schneller auf und verlieren sie schnellerals schlechte Wärmeleiter. Gute Wärmeleiter sind in erster Liniedie Metalle, schlechte "\Yärmeleiter Holz, Stroh, Pelzwerk, WQlle,Federn ,auch Glas; ferner Flüssigkeiten und Gase: Die meistenGesteine haben ein- mittleres Wärmeleitungsvermögen. - Eisen z. B.fühlt sich kälter an als Holz, weil es die Wärme der berührendenHand schneller und in höherem Mafie fortleitet als das Holz. Einan einem Ende erhitzter Eisendraht wird bald auch am andern Endeheifi; hat er an diesem Ende einen hölzernen Griff oder wird erdaselbst mit Papier, Stroh u. dgl. umwickelt, so nehmen wir daselbstkeine Erwärmung wahr. Schutz der Eiskeller durch Strohgegeu Erwärmung. Schutz des menschlichen Körpers durch wolleneBekleidung gegen Erkältung. Vorwärmen eines Glasgefäfies, inhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig174 11. Wärmelehre.welches eine heiße Flüssigkeit gefüllt werden soll (vgl. das überdas Zerspringen von Glasgefäßen S. 147 Gesagte) ; die UnterlagemUß dabei ein schlechter Wärmeleiter sein (Holz u. dgl., nichtMetall oder Stein). Erhitzen gläserner Gefäße auf einem Drahtnetzoder einem Sandbade - behufs gleichmäßiger Verteilung der Wärme.Doppelfenster - die ruhige Luftschicht zwischen beiden . Fensternist ein sehlechter Wärmeleiter.Das Wärmeleitungsvm;mögen der nieht regulären Kristalle ist inversehiedenen Riehtungen versehieden.In einer 1

Digitale Bibliothek Braunschweig11. Wärmelehre. 175reflektiert werden. - Bringt man das Thermometer aus dem Brennpunkt heraus,so zeigt es keine Temperaturerhöhung an.Das W är m e s tr a h I u ngs v e rm ö gen ist für verschiedene Körper ungleich;und zwar senden dunkle und rauhe Flächen mehr Strahlen aus als helle undglatte; umgekehrt nehmen jene auch mehr Strahlen in sich auf als diese. - Inglatten Gefäßen (polierten Teekesseln, PorzeUankannen) bleiben daher Flüssigkeitenlänger warm als in rauhen. Wir kleiden uns im Sommer hell, im Winterdunkel. Häuserwände , an denen Wein . wächst, der der Wärme sehr bedarf,werden schwarz angestrichen. iV eiß angestrichene Dächer von Eisenbahn- undelektrischen Straßenbahn-iV agen schützen besser gegen die Sonnenstrahlen imheißen Sommer als dunkle.Von Wichtigkeit ist es, zu bemerken, daß die iVärmestrahlen an sich keineWärme wir ku n gen hervorbringen, sondern erst in dem Moment, wo sie aufKörpermoleküle - auf wägbare Materie also - auftreffen und hier molekulareKörperbewegungen bewirken. Daher sind die hohen Schichten der Atmosphäre,weil sie verd ünn t e Luft, also eine verhältnismäßig geringe Anzahl von Körpermolekülenenthalten, kaI t, t rot z dem sie von den von der Sonne kommendeniVärmestrahlen zuerst getroffen werden. (Übrigens ist aUßer der Anzahl derKörpermoleküle auch ihre Anordnung und Lagerung von Bedeutung für dieWärme-Aufnahme.) Die feste Erdoberfläche wird von den Wärmestrahlender Sonne am stärksten erwärmt, und von hier aus teilt sich die Wärme denSchichten der Atmosphäre von unten nach oben durch Berührung und Strahlungmit. (Vgl. den Abschnitt "Entstehung der Winde; Luftdepressionen", S.147.)Es gilt also von den Wärmestrahlen Ähnliches, wie S. 110 von den Lichtstrahlenausgesagt wurde,die an sich dunkel sind.Quellen der 'Värme. Als solche sind folgende zu nennen:, 1. Die Sonnenwärme. Die Sonnenstrahlen (genauer: die von der Sonne'. kommenden Wärmestrahlen) wirken um so stärker, je senkrechter sie auffallen,weil bei senkrechter Richtung me h rSonnenstrahlen auf eine Fläche von bestimmterGröße gelangen als bei schrägerRichtung. (V gl. Abb. 111, Fläche A undFläche B.)2. Die Erdwärme. (Lava; heißeSprudel, Geysire; Tiefbohrungen.)3. Chemische Prozesse: Das Kalklöschen;das Mischen von konzentrierterSchwefelsäure mit W!'Isser; auch das BMischen von Alk 0 hol mit Wasser R'ehört ""-....:;.-"_"-~in gewisser Hinsicht hierher (vgl. S.18); Abb.l11. Erwärmende Wirkung schräg undder Verbrennungsprozeß. Bei der che- steil auffallender Sonnenstrahlen.mischen Vereinigung von Körpern findetim allgemeinen eine Temperaturerhöhung statt; der Verbrennungsprozeßist ein Akt chemischer Vereinigung, genauer ein Oxydationsprozeß, bei welchemsich die Erwärmung bis zur Lichtentwicklung steigert. Chemische Prozesse, beidenen eine iVärme-Entwicklung erfolgt, heißen exothermische; endothermischeVorgänge sind solche, die zu ihrem Zustandekommen der Zufuhrvon Wärme bedürfen; dahin gehört z. B. die Verwandlung von Kupferchloridin KupferchlOliir.Als aUßerordentlich. wirksame und ergiebige chemische Wärmequelle istdas T her mit zu nennen, ein Gemisch gewisser Metalloxyde mit einem geeignetenMetallpulver, das, an eine I' Stelle stark erhitzt, ohne äUßere Wärmezufuhr unterEntwicklung einer sehr hohen Temperatur weiterbrennt, wobei das Metalloxydzu Metall reduziert und das Metallpulver oxydiert wird. Das am meisten angewandteThermit besteht aus Eisenoxyd und Aluminiumpulver; als Oxydedienen auch Chromoxyd und die Oxyde von Mangan und Nickel; aUßer demAluminium werden als Metalle noch Legierungen von Calcium und Siliciumoder Magnesium und Silicium gebraucht. Praktische Anwendung findet dasThermit z. B. beim Verschweißen von Straßenbahnschienen.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig176 .11. Wärmelehre.Endlich wird auch die Quelle der tierischen Wärme von chemischenProzessen gebildet.4. Die Elektrizität. Bei der Vereinigung der beiden entgegengesetztenElektrizitäten (Blitz, elektrischer Funke) wird vVärme erzeugt (der Blitz ver­Wag zu zünden). Der galvanische Strom erwärmt die ihn leitenden Körper(elektrisches Glühlicht, Bogenlicht).5. Mechanische Arbeit. In zwei Formen ist dieselbe imstande, Wärme •zu erzeugen: als Druck und als Reibung, die übrigens häufig beide gleichzeitigwirksam sind. (Bei Stoß und Schlag wird in erster Linie ein D ru c kausgeübt,in zweiter Linie kann Reibung mitwirken.) Beispiele: Gewinnung von Feuerdurch Reiben zweier Stücke trockenen Holzes; Pinkfeuerzeug (Feuerstein undStahl); Streichhölzer; pneumatisches Feuerzeug (hiAr wird Luft in einem geschlossenenRohre durch Niederdrücken eines Stempels schnell zusammengeprefit,sie entzitnclet dann ein unten am Stempel angebrachtes Stiickchen Feuersclnvamm.Abb. 50, S. 78). Heifiwerd,m der Wagenachsen (Schmieren vermindert clie Reibungund daher auch die Erwärmung). Erhitzen des Eisens beim Hämmern.Mechanisches Wärmeäquivalent. Julius Rob ert (von) Mayer(1842, geb. 1814, gest. 1878) und Joule (1843) wiesen nach, daß beider Entstehung von Wärme aus mechanischer Arbeit ein bestimmtesund unabänderliches Verhältnis zwischen der erzeugten Wärmemengeund der zu ihrer Erzeugung aufgewendeten Arbeit besteht. Aus JoulesVersuchen über die Reibung von GUßeisen mit Wasser oder Quecksilber(1850) ergab sich, daß eine Arbeit von 423,55 Kilogramm-Meter dazugehört, die Temperatur von 1 kg Wasser um 1 0 C zu erhöhen. - Umgekehrtliefert die Erwärmung von 1 kg Wasser um 1 0 C jenes Maßmechanischer Arbeit, oder genauer: der Verbrauch einer Wärmemenge,die imstande ist, die Temperatur von 1 kg Wasser um1° C zu erhöhen, d. h. der Verbrauch einer Wärmeeinheit (vgl.S. 159), bietet die Quelle dar für eine' mechanische Arbeit von423,55 Kilogramm-Meter, also beispielsweise für die Hebung einesGewichtes von 423,55 kg um 1 m. (Vgl. S. 42-43.) Eine Umwandlungvon Wärme in mechanische Arbeit findet in praktischgreifbarster J

Digitale Bibliothek Braunschweig11. Wärmelehre. 177gramm -Meter) heißt das me eh anis ehe W ärmeäq uivalen t.(E rster Ha uptsa tz der mechanis ehen Wärme theori e, diehauptsächlich von Cl aus i u s begründet wurde, 1850 und später.)Während aber ein Vorrat an mechanischer Energie vollst ä n d i g in Wärme umgewandelt werden kann (z. B. beim Stoß,bei der Reibung usw.), läßt sich von einer verfügbaren Wärmernenge immer nur ein gewisser Teil in mechanische Arbeitumsetzen, ein anderer Teil geht infolge von Strahlung und Leitungauf andere - käl tere - Körper über und kann ohne Aufwendungau der w e i t i ger Energie nicht wieder auf einen wärmeren Körperübertragen werden; er geht somit für die Arbeitsentwicklungverloren. (Zweiter Hauptsatz der mechanischen Wärmetheorie.)Aber nicht nur bei der Umsetzung von Wärme in mechanischeArbeit, sondern auch bei den Umwandlungen aller anderen Energieformenfindet eine Vermehrung der Energieform der Wärme statt.So wird das Licht durch Absorption, die elektrische Energie infolgedes Leitungswiderstandes in Wärme verwandelt usf. Hierausfolgt, daß dfJr Gesamtvorrat der Wärme im Weltall, denClausius (1865) als die Entropie der Welt bezeichnet hat, einefortwährende Vergrößerung erfährt. (D i e J

Digitale Bibliothek Braunschweig178 12. Reibungselektrizität.sich der allgemeine Grundsatz von der Erhaltung der Arbeitoder Kraftleistung in einem bestimmten Zeitabschnittoder das Gesetz von der Erhaltung der Energie aussprechen.Der Begründer dieses Gesetzes ist der Heilbronner Arzt Juli u sR 0 b e rt M a y e r (1842). Doch bezeichnete e I' es als das Gesetzvon der Erhaltung der Kr a f t, was bei der heutigen Terminologie(vgl. S. 37) nicht mehr empfehlenswert ist.Energie äUßert sich übrigens nicht nur in dem Auftreten oderder Änderung von Be weg u n gen, sondern auch z. B. in einemD ru ck, den ein ruhender Körper auf seine Unterlage ausübt, jnder elastischen Spannung einer aus" ihrer Gleichgewichtsbeschaffenheitgebrachten Spiralfeder oder Gummischnur usw. Beide Artender Energie unterscheidet man als: k i ne ti s eh e E n e I' gie (E n e rgi ederBewegung, bewegende Kraft) und potentielle Energie(Energie der Lage, Spannkraft). Wird in dem Beispiel einesauf einer Unterlage ruhenden Körpers die Unterlage unter demKörper fortgezogen, so fällt er und verwandelt seine potentielleEnergie in kinetische. ///,/'------12. Reibungselektrizität.Elektrische Grunderscheinungen. Wenn man ein Stück Bernsteinoder Stangenschwefel, eine Stange Siegellack oder Hartgummi,einen Glasstab oder eine Glasröhre u. dgl. m. mit einem wollenenoder seidenen Lappen reibt, so nehmen jene Körper die Eigenschaftan, leichte Körper, wie Papierschnitzel, l

Digitale Bibliothek Braunschweig12. Reibungselektrizität. 179liert - sind. Die Nichtleiter heißen daher auch Isolatoren.In der Mitte zwischen Leitern und Nichtleitern stehen die sogenanntenH al blei t er (oder un vollkomme n en Lei ter).Lei tel' sind: alle Metalle, Kohle, Graphit, Wasser, Lösungenvon Säuren, Basen und Salzen, der tierische Körper, feuchte Luft;Ha 1 blei tel': trockenes Holz, Papier, Gesteine, Alkohol, Ather;NichTleiter oder Isolatoren: Harze, Schwefel,- Glas, Seide,Haare (Wolle), Federn, fette Öle, trockene Luft, trockene Gase,der luftleere Raum. Gase in sehr verdünntem Zustande, wiesie in den Geifilerschen Röhren (vgl. S. 211) unddesgl. in denCrookesschen oder Hittorfsehen Röhren (Kap. 16) enthalten sind,so wi e gl üh end e Gase und daher auch die Flamm en sind Leiterder Elektrizität. -Man hänge einen leichten Körper, etwa ein Holundermarkkügelchen,isoliert auf, z. B. mittels eines Seidenfadens (Abb. 112),reibe einen Glasstab mit einem Stück wollenen Zeugesund nähere ihn der Kugel. Dann wird diese zunächstangezogen, bis sie den Glasstab berührt.Hierauf wird sie alsbald abgestOßen.Durch die Berührung mit dem (elektrisch gemachten)Glasstab ist die Kugel selbst elektrisch ge­I worden. Zwei gleichartig elektrische Körper) stOßen sich also ab. Der Versuch verläuft ingleicher Weise, wenn statt des Glasstabes ein Hart- Igummistab benutzt wird: die Kugel flieht vor demselben,wenn sie ihn zuvor, nachdem er elektrischgemacht worden war, berührt hatte.Wenn man aber der Kugel, nachdem sie durch Abb. 1I2pe~~:trischesBerührung mit dem G las s tab elektrisch gewordenwar, den Hartgummistab nähert, zieht dieser sie an. Umgekehrtzieht der Glasstab die Kugel an, wenn sIe zuvor durch Berührungmit dem Hartgummistab elektrisch geworden war. Hierausfolgt, daß ungleichartig elektrische Körper einander anziehen.Und es ist die Annahme-am Platze, daß es zwei Arten vonElektrizität gibt: Gll:1ßelektrizität und Harz~Jektrizität oderp_ositive und negaÜve _Elektrizität (+E und~E).Die ersten zusammenhängenden Versuche über die elektrischeAbstoßung rühren von Otto v. Guericke her (1672).Würde man die Holundermarkkugel nie h t isoliert aufhängen,sondern z. B. an einem (leitenden) Leinenfaden,so würde die ihr mitgeteilteElektrizität sofort durch den Faden fortgeleitet werden, unddie Kugel würde in allen :F'ällen bei Annäherung eines elektrischenKörpers an g e zog e n werden wie jeder unelektrische Körper 1).Der Apparat Abb. 112 heißt ein elektrisches Pendel und kann dazuverwendet werden, den elektrischen Zustand eines Körpers ZU untersuchen. Man1) Wenn hier und künftig von elektrischen und unelektrischen Körpern dieRede ist, so soll damit nichts über die Natur des betreffenden Stoffesausgesagt sein, sondern es bedeutet lediglich: Körper, die Elektrizität enthaltenoder nicht (elektrisch geladen sind oder nicht).12*http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig180 12. Reibungselektrizität.berührt mit dem zu untersuchenden Körper das Holundermarkkügelchen. Danachnähert man letzterem nacheinander .einen geriebenen Glasstab und einengeriebenen Hartgummistab. Wird die Kugel von beiden angezogen, so war derfragliche Körper unelektrisch; wird sie vom Glasstab angezogen, vom Hartgummistababgestoßen, so war der Körp~r negativ elektrisch; wird sio .vomGlasstab abgestoEen und vom Hartgummlstab angezogen, so war der Körperpositivelektrisch 1).Hypothesen übel' die Natur der Elektrizität. Eine bequeme, wenngleichsicher falsche Vorstellung über das \Vesen der beiden Arten der Elektrizität istdie von S y m m e r (1759) begründete, daE positive und negative Elektrizität unwägbareund unsichtbare Flüssigkeiten (Fluida) seien, welche in allen une lektrisc h e n Körpern· in gleichen Mengen enthalten sind, so daß sie sich in ihren·Wirkungen (wie zwei gleich große Zahlen mit entgegengesetzten algebraischenVorzeichen) auf heb e n. Hiernach bezeichnet man die unelektrischen Körper alsneu t ra 1 eIe k tri s c h. Beim Reiben zweier Körper wird die neutrale Elektrizitätin positive und negative zerlegt, beide Körper werden ,dektrisch, undes geht auf den einen die gesamte + E, auf den andern die gesamte -E über.(Dualistische Hypothese.)Nachfolgende Reihe von Körpern (die sogenannte Spannungsreihe für Reibungselektrizität)hat die Anordnung, daß jeder vorangehende Körper, mit irgendeinemfolgenden gerieben, positivelektrisch wird, während jeder folgende Körper,mit irgendeinem vorangehenden gerieben, negativ elektrisch wird: (+) Pelz,Glas, Wolle, Seide, Holz, Metalle, Harze, Schwefel (-). .Je weiter die geriebenen Stoffe in dieser Reihe auseinander stehen, destogünstiger ist der Erfolg, d. h. desto gl'ößer ist die bei der Reibung erzeugteelektrische Spannung. (V gl. über diese den folgenden Abschnitt.)Der dualistischen Hypothese über das \Vesen der Elektrizität steht die vonBenj ami n Fr a nk li n (1750) und Ä p i n us (1755) begründete un.i täre gegenüber,wonach der positivelektrische Zustand eines Körpers in einem Übe r sc h u 13,der negativ elektrische Zustand in einem Mangel an ein und demselbenFluidum besteht, während ein neutral elektrischer Körper dieses Fluidum ineiner gewissen no r mal e n Me n g e enthält. Die in neuerer Zeit von E d 1 undvertretene Ansicht schlieEt sich der unitären Hypothese an, insofern als nachihr der L ich t ä t her sowohl die positiv wie die negativ el~!

Digitale Bibliothek Braunschweig12. Reibungselektrizität. 181in Form von Sternen, die baumförmig verzweigte Strahlen aussenden, an dennegativ elektrischen Stellen in Form von rundlichen Flecken .. Elektrische Spannung. Ein Körper, in welchem durch ReibenElektrizität erzeugt worden oder auf den sie durch Berührung übertragenworden ist, heißt ein eIe k tri sch ge laden er Kö I' per(auch kurz: elektrischer Körper, vgl. Anm. 1, S. 179). Er verliertseine Elektrizität allmählich wieder, indem er sie an seine Umgebungabgibt, wenn diese auch aus ziemlich guten Isolatoren bestehen sollte.Aus Spitzen und vorspringenden Kanten eines elektrisch geladenenKörpers strömt die Elektrizität leicht aus, aus stumpfen, abgerundetenEnden dagegen nur schwer. - Das Ausströmen geschieht im Dunkelnunter Lichterscheinung; die +E strömt in Gestalt größererleuchtender Büschel, die - E in Gestalt leuchtender Punkte aus.(Büschelentladung.)Steht ein elektrisch geladener Körper einem unelektrischen oderentgegengesetzt elektrischen Leiter gegenüber und sind beide durcheinen isolierenden Körper - ein Dielektrikum - getrennt, sofindet ohne weiteres kein übergang ,'on Elektrizität statt; erst wenndie Menge der Elektrizität im erstgenannten Körper (bzw. in dementgegengesetzt geladenen Leiter) sehr groß geworden ist und sicheine erhebliche elektrische Spannung (ein hohes elektrischesPot e n ti a I oder besser: eine beträchtliche Potential d i f f e I' e n z -vgl. den folgenden Abschnitt) eingestellt hat, erfolgt ein übergangvon Elektrizität, und zwar unter Licht- und Wärmeerscheinung : inGestalt eines elektrischen Funkens. .Infolge der Abstoßung gleichartiger Elektrizitäten sammelt sich die Elektrizität,die einem isolierten Leiter mitgeteilt wird, auf seiner 0 b e rf I ä c h e an(hier ist sie möglichst weit verteilt). DieH zeigt z. B. folgender Versuch: Einemassive Metallkngel, die von einem isolierenden Glasstab getragen wird, umgebeman, nachdem sie elektrisch gemacht worden ist, mit zwei metallenen hohlenHalbkugeln, an denen isolierende Handgriffe angebracht sind. Nimmt man nachkurzer Berührung die Halbkugeln fort, so zeigt es sich, daß alle Elektrizität derVollkugel auf die Halbkugeln übergegangen ist, während die Vollkugel selbstunelektrisch zurückbleibt.Elektrisches Potential. Hier bedarf der Begriff des Pot e n t i als einereingehenderen Betrachtung. - Allgemein wird ein Raum, in dem elektrischeKräfte wirken, ein eie k t ri s c h e s Fe I d genannt.Ferner wird nach dem C. G. S.-System (vgl. S. 10) als Einheit der Lad un goder Elektrizitätsm enge diejenige Ladung genommen, welche auf eine ihrgleiche, illi 1 cm Entfernung befindliche Ladung eine Kraft gleich einem Dyn(S. 36) ausübt (die e lek trost a tis ehe Einh ei t der Elek trizi täts menge).Als elektrische Feldstärke oder elektrische Kraft in einem Punkte Pdes Feldes wird dann diejenige mechanische Kraft bezeichnet, die seitens desFeldes auf einen in P befindlichen materiellen Punkt mit der Lad u n g + 1ausgeübt wird. (Als pos i t i v gilt die Ladullg im Falle der Abstoßung, alsnegativ im Falle der Anziehung.) .Rührt nun das elektrische FeIe! von einem mit positiver Ladung versehenenmateriellen Punkt llf her und bewegt sich (infolge der AbstOßl1ng) der Punkt Pin der Richtung der Kraft M P, so leistet diese Kraft A l' bei t oder erzeugtkin e t i s c he E n erg i e. In seiner Ruhelage repräsentiert daher der Punkt Pmit seiner Ladung pot e nt i e 11 e Energio (so wie ein über dem Erdboden befindlichesGewicht im Felde der Sc h wer k r a f t potentielle Energie repräsentiert).Diese potentielle Energie heißt das Potential im Punkte P des elektrischenFeldes.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig182 12. Reibungselektrizität.Dasselbe läßt sich noch anders definieren. Da nämlich die Energie desPunktes P verbraucht ist, wenn er in unendliche Entfernung von lH gebrachtist oder - annähernd - in solche Entfernung, daß die elektrische Wirkungunmerklich wird, so ist das Potential in einem Punkte P des elektrischenFeldes (mit der Ladung + 1) di ej enige Ar bei t, welche die elek trisehenKräfte leisten müssen, um dieElektrizitätsmenge+1 vonP bis inunendliche Entfernung von dem das Fel d erzeugenden Punkte (M)zu b r i n gen, oder auch diejenige Arbeit, welche ge gen die elektrischen Kräftegeleistet werden muE, um die Elektrizitätsmenge + 1 aus unendlicher Entfernungnach P zu bringen.In dem M a E e, wie infolge der Abstoßung P von M entfernt wird, nimmtdas Potential in dem Punkte P ab. Unter sonst gleichen Verhältnissen werdenalso die gleich weit von M entfernten Punkte (d. h. die Punkte einer Kugeloberflächeum M) gl eie h e s Potential besitzen. Alle Punkte gleichen Potentialsbilden eine Niveaufläche. (Dieselbe hat, wenn in verschiedenen Richtungenu n g lei ehe Bedingungen herrschen, speziell wenn statt des Punktes M ein unregelmäßiggeformter Körper vorhanden ist, k ein e Kugelgestalt.)Wird ein materieller Punkt in einer solchen Niveaufläche verschoben. sofindet kein Umsatz von potentieller Energie in kinetische statt, oder es ist keinAufwand von Arbeit nötig. Demnach wirkt innerhalb eines Flächen-Elementesder Niveaufläche keine Kraftkomponente ; das besagt aber, daß die ganze aufdie Elektrizitätsmenge + 1 wirkende Kraft auf dem Element der Niveauflächesen k r e c h t steht. Eine Linie, welche die Elemente sämtlicher um den ZentralpunktM verlaufenden Niveauflächen senkrecht durchschneidet und die daher injedem Punkte die Richtung der wirkenden Kraft angibt, heiEt Kr a ft I i nie.Ein Raum, den man sich durch eine Anzahl aufeinanderfolgender Kraftlinienbegrenzt denkt (also ein pyramidaler Ausschnitt längs der Kraftrichtung) heißteine Kr a ft röh re.Der Unterschied oder die Differenz der Potentialwerte zweier verschiedenerNiveauflächen wird als Potentialdifferenz bezeichnet. Da das Potentialjeder einzelnen Niveaufläche gleich der Arbeit ist, welche zur Annäherung derElektrizitätsmenge + 1 aus dem Unendlichen bis zu der betreffenden Niveauflächeerforderlich ist, so ist die Potential d i ff e r e nz gleich derjenigen Arbeit,die gebraucht wird, um die Elektrizitätsmenge + 1 von einer Niveauflächebis zur andern zu bewegen.Unter Pot e n ti a I g e fä II e versteht man das Verhältnis der Potentialdifferenzzweier beliebiger nah e ben ach baT te r Punkte des elektrischen Feldes zuihrer gegenseitigen Entfernung. (Es ist das Potentialgefälle also der Zuwachsdes Potentials an einem Punkte, bezogen auf die Weg-Einheit.)Das Potentialgefälle ist am größten in der Richtl1ng der Kraftlinien; längseiner Niveaufläche ist es gleich Null.In einem Leiter, auf welchem elektrisches Gleichgewicht herrscht, findetkeine Verschiebung der beweglichen Elektrizität mehr statt. Alle Punkte dpsLeiters haben dasselbe Potential, wie auch die Elektrizitätsmengen. die dasPotential hervorrufen, verteilt sind. Demnach ist die 0 b er fl ä ehe des Lei t er sein e Ni v e au fl ä c h e (mit dem Potentialwert des Leiters). Die Kraft, welcheauf ein Teilchen der Ladung wirkt, ist senkrecht zur Oberfläche in den angrenzendenIsolator hineingerichtet.Werden zwei Leiter von verschiedenem Potential miteinander in leitendeVerbindung gebracht, so geht Elektrizität von dem Leiter mit höherem Potentialauf den mit niedrigerem Potential über, bis das Potential auf bei den Körperngleich ist. (Dieser Vorgang läßt sich durch einen Vergleich mit dem Verhaltenkommunizierender Gefäße veranschaulichen.)_Durch elektrische Messungen können stets nur Pot e n t i al d iff e ren zen,nicht aber absolute Potentialwerte ermittelt werden. Will man daher die Potentialwerteder Körper bestimmen, so mUß das Potential ein e s Körpers willkürlich~e8tgesetzt weIßen .. Demg~mäß s~tzt maJ?- das Potential d~r Erde g~e.ich Null. Dann1st das PotentIal emes LeIters dIe ArbeIt, welche auf dIe Elektnzltätsmenge + 1ausgeübt weiden mUß, um sie von der Erde auf den Leiter zu schaffen (d. i.die Potentialdifferenz zwischen dem Leiter und der Erde). - Ein zur Erde abgeleiteterKörper hat das Potential Null.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig12. Reibungselektrizität. 183Durch das Potential wird der elektrische Zustand eines Leiters ebensounzweideutig bezeichnet wie der Wärmezustand eines Körpers durch die Angabeseiner Temperatur.Je größer die einem Leiter zugeführte elektrische Ladung oder Elektrizitätsmengeist, desto größer ist seine Wirkung auf einen bestimmten materiellenPunkt in seinem elektrischen Felde, d. h. desto größer ist sein Potential. Somitgilt: Das Potential eines Leiters ist proportional seiner Ladung.Um ver s chi e den e Leiter auf dasselbe Potential zu bringen, genügennicht immer die gleichen Elektrizitätsmengen. ·Wird z. B. die Oberflächeeines Leiters, der ein bestimmtes Potential hat, dadurch vergrößert, dafier mit einem zweiten Leiter verbunden wird, so breitet sich die Elektrizität überbeide Leiter aus, erfüllt also eine gröfiere ObeTfläche, und das Potential sinkt.Somit erfordern Leiter mit größerer Oberfläche für das gleiche Potential gröfiereElektrizitätsmengen oder gröfiere Ladungen.Diejenige Ladung, welche einem Leiter das Potential 1 erteilt, heint dieelektrostatische Kapazität (oder das Fassungsvermögen) desLeiters.Bezeichnet man die Kapazität mit C, so ist eine Ladung Q, die das PotentialV hervorruft, V mal so groß als C, also: Q = (). VQund: C=V'd.h. die Kapazität eines Leiters ist gleich der Ladung, dividiertdurch das Potential. .Elektroskop. Um geringe Mengen Elektrizität nachzuweisen undihrer Art nach zu erkennen, bedient man sich - statt des elektrischenPendels - des Elektroskops (Abb.113). Dasselbebesitzt als wesentliche Bestandteile einen Messingdraht(D), der oben einen kugelförmigen Messingknopf (K)trägt, während an seinem unteren Ende zwei nebeneinanderhängende, leicht bewegliche Körper (gewöhnlich zweiStreifen Blattgold, B) befestigt sind. Um zu verhüten, daßdie Blattgoldstreifen oder Goldblättchen beschädigt werden,um ferner Luftströmungen abzuhalten, durch welche dieGoldblättchen bewegt werden könnten, und um schließlicheiner schnellen Zerstreuung der den Goldblättchenmitgeteilten Elektrizität vorzubeugen, umgibt man denunteren Teil des Elektroskops mit einer (von einem Stativgetragenen) Glaskugel, durch deren Hals der Messingdraht, Abb.113.auf irgend eine Weise (z. B. durch Hartgummi) iso li er t, Elektroskop.hindurchtritt.Wird der Messingknopf des Elektroskops mit einem elektrischenKörper berührt, so gehen die Goldblattstreifen, da sie mit gleich.artiger Elektrizität geladen werden, auseinander.Aber diese Spreizung tritt bereits ein, wenn der elektrischeKörper - z. B. ein. geriebener Hartgummi- oder Harzstab - sichnoch in einiger Entfernung von dem Messingknopf befindet, undwird um so be d eu t end er, je mehr man den Stab dem Messingknopfnähert.Diese Erscheinung erklärt man durch die Annahme, daß der Messingknopfnebst Draht und Goi d blättchen von vornherein neu t I' ale Elektrizität'das heißt gleich viel positive und negative Elektrizität enthält,die sich beide gegenseitig binden und somit eine nach aUßen gehendehttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig184 12. Reibungselektrizität.Wirkung aufheben (Abb. 114 a). Bei Annäherung des Harzstabes wirddiese neutrale Elektrizität in positive und negative zerlegt, indemdie + E von dem ne g at i v elektrischen Harzstabe a11gezogen wirdund nach oben in den Messingknopf geht, während die - E abgestoßenwird und sich in die Goldblättchen begibt, die nun,weil gleichartig elektrisch, sie h ge gen sei ti gab s t 0 13 e n unddaher auseinandergehen (Abb. 114 b). Beim Entfernen des Harzstabesfallen die Goldblättchen wieder zusammen, indem die + Eund die - E des Elektroskops wieder zusammenfließen und sichgegenseitig binden (Abb. 114 c).Berührt man, während der Harzstab über den Messingknopfgehalten wird, den Messingdraht mit dem Finger (Abb. 114 d), so leitetman dadurch die von dem Harzstab abgestoßene - E der Goldblättchennach der Erde ab, und die Goldblättchen, die sich zuerst ge-..) (+-) J (+-)

Digitale Bibliothek Braunschweig12. Reibungselektrizität. 185Diese Erscheinungen ermöglichen es, die Elektrizitätsart, dieein Körper besitzt, oder seinen unelektrischen Zustand festzustellen.Inftuenzelektrizität. Wie wir gesehen haben, kann man einenKörper (im Vorstehenden das Elektroskop, insbesondere die Goldblättchen)mit Elektrizität laden oder elektrisch machen, 0 hne ihmElektrizität durch Berührung mit z u te i 1 e n. Diese elektrische Einwirkungaus der Ferne wird als elektrische Verteilung oderIn f lu e n z bezeichnet.Durch folgenden Versuch kann die eie k tri sc hel n f I u e n z klar dargetanwerden. Einen Metallzylinder C (Abb. 115), der an seinen Enden in zwei Kugelnausläuft und von einem - isolierenden- Glasstab getragen +wird, stelle man einem positivelektrisch geladenen Körper(K), z. B. dem Konduktor einerReibungs - Elektrisiermaschine,gegenüber. Alsbald tritt eine KVerteilung der neutralen Elektrizitätin C ein: die - E gehtin das dem Körper K zngekehrte,die + E in das ihm abgekehrteEnde des Zylinders C.Man erkennt di€ls damn, dal.i sichje zwei Holundermarkkügelchen,die in der Nähe eines jedenEndes von C an leitendenAbb. 115.Elektrische Influenz.Fäden (z. B. Leinenfäden) aufgehängt sind, voneinander entfernen, sobald derZylinder C dem elektrischen Körper K genähert wird. (V gl. die Abbildung.)Hieraus folgt zunächst, daß die Kügelchen H , untereinander und ebensodie Kügelchen H 2 untereinander die gleiche Elektrizität besitzen. Nähertman nun den Kügelchen H , und H 2 z. B. einen geriebenen Glasstab, so werdendie Holundermarkkügelchen H, angezogen, die Holundermarkkügelchen H 2 abgestoßen,woraus folgt, daß jene (H,) negativ, diese (H,) positivelektrisch gewordensind. Dasselbe Resultat ergibt die Annäherung oines Hartgummistabes.- Berührt man jetzt den Zylinder 0 irgendwo mit dem Finger, so wird die (vonK abgestOßene) + E abgeleitet, und es bleibt nach Entfernung des Zylinders Cvon dem Körper R fr eie - E in C zurück, was wieder durch einen genähertenelektrischen Glas- oder Hartgummistab entschieden werden kann.Eine elektrische Verteilung findet übrigens auch bei der elektrischenLadung mittels Bel' ü h I' U n g statt, wie folgender Versuch lehrt: Man berühreden Messingknopf eines Elektroskop~ mit einem elektrischen Körper, z. B. einemgeriebenen Harzotab; dann gehen die Goldblättchen auseinander; sie fallen aberwieder zusammen, wenn man den Harzstab entfernt. Dies kann nur so erklärtwerden, daß der Harzstab bei der Berühl'llng, in gleicher Weise wie bei derblOßen Annäherung, die neutrale Eloktrizität des Elektroskops in + E und - Ezerlegt, die + E anzieht und die -E abstöl.it, so. dal.i sich die letztere in dieGoldblättchen begibt und diese auseinandertreibt, während dio +E in derMessingkugel festgehalten wird; wenn nun der Harzstab entfernt wird, so ve r­einigen sich die beiden Elektrizitäten im Elektroskop wieder zu neu tralerElektrizität, so daß die Göldblättchen zusammenfallen.Wenn man in dem im vorigen Abschnitt beschriebenen Versuch den negativelektrischen Harzstab dem Elektroskop nähert und durch Berührung des Messingdrahtsmit dem Finger die abgestOßene - E ableitet, so ist die im Elektroskop(Messingknopf) zurückbleibende + E so lange ge b u 11 den, d. h. sie kann sichso lange nicht frei bewegen und nicht frei wirken, wie der Harzstab sich ind~r Nä~e des Mossi.ngknopfo~ befi~1det. Erst mit der Entf~rlll~ng des H~rzstabesWIrd dIe +E freI, verbreItet SICh über den ganzen (IsolIerten) LeIter undtreibt die Goldblättchen auseinander (bringt sie zur Divergenz).http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig186 12. Reibungselektrizität.Daß man einen leicht beweglichen Leiter (Holundermarkkügelchen) odereinen Isolator durch Berührung mit einem elektrischen Körper mit (freier positiveroder negativer) Elektrizität laden kann, beruht darauf, daE im ersten Falle- angenommen, daE der elektrische Körper ne ga t i v elektrisch ist - diedurch Influenz erregte + E sich mit der - E des elektrischen Körpers vereinigtund der Leiter wegen der in ihm verbleibenden - E alsbald f 0 r t g es t 0 13 e nwir d und daE im zweiten Falle auch jene Vereinigung stattfindet, währenddie abgestoEene -E wegen der Isolation nicht zu der +E zurück- undsich mit ihr wieder vereinigen kann.Ebenso wie die elektrische Ladung eines Leiters .durch Berührung miteinem elektrischen Körper ist auch seine. durch überspringen einesFun k e n S erfolgende Ladung zu erklären. Wenn ein, z. B. negativ elektrischerKörper einem Metallgegenstande gegenübergehalten wird, so tritt in letzteremeine Spaltung der neutralen Elektrizität in + E und - E ein; befindet sich derelektrische Körper dem Metallgegenstande nahe genug und ist seine Ladunghinreichend groE, so erfolgt eine Vereinigung der -E des Körpers mit der +Edes Metallgegenstandes unter Funkenerscheinung durch die trennende Luft·schicht hindurch, und der Metallgegenstand bleibt negativ (also gleich dem ihmgenäherten Körper) geladen. .Reibungs-Elektrisiermaschine. Zur Erzeugung größerer Mengenvon Elektrizität dient die EIe k tri sie r m a s chi n e. Wir unterscheidendie (1672 von Otto v. Guericke erfundene) ~~ipllngs-Elektris iermaschine undelIe InJlueuz-E.Jektrisierma s chi n e. Die wesentlichenTeil~der Reibungs-Elektrisiermaschine(Abb. 116) sind: dergeriebene Körper (eineGlasscheibe S, die von derisolierenden Glasachse A getragenwird und mittels derKurbel Kb in Umdrehung versetztwerden kann); das Roibze u g (dasselbe besteht auseiner etwas federnden, hölzernenGabel GG, welche innen zweimit Kienmayerschem Amalgam- ein Teil Zinn, ein Teil Zinkund zwei Teile Quecksilber -bestrichene Reibkissen trägtAbb. 116. Reibungs-Elektrisiermaschine. und gegen die Glasscheibedrückt; die Gabel wird voneinem isolierenden Glasstab getragen; die bei ihrer Umdrehungerzeugte Elektrizität wird durch die Taffetlappen TT vor Zerstreuungin die Luft geschützt); der K 0 n d uk tor (oder Elektrizitätssammler)K d nebst dem Sau gap par at RR (letzterer bestehtaus zwei Holzringen, zwischen welchen die Glasscheibe läuft;an den der Scheibe zugekehrten Seiten sind Rinnen in die Ringeeingeschnitten, die mit Metallspitzen ausgekleidet sind; von hierströmt die Elektrizität nach dem Konduktor, den eine hohle Messingkugeldarstellt und der von einem isolierenden Glasstab getragenwird).http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig12. Reibungselektrizität. 187Durch die Drehung der Glasscheibe wird nun die infolge derReibung am Heibzeug auf ihr erzeugte + E, durch die Taffetlappen·TT geschützt, bis vor den Saugapparat RR befördert undzerlegt dessen neutrale Elektrizität durch Influenz in + E und - E.Die - E wird angezogen und strömt aus den Metallspitzen auf dieGlasscheibe über, wo sie sich mit der darauf befindlichen + Evereinigt und so neutralisiert wird. Die im Saugapparat entstandene+ E wird von der + E der Glasscheibe abgestoßen und begibtsich in den Konduktor, wodurch dieser geladen wird.Der Name"Saugapparat" erklärt sich daher, daß man früher annahm, dieSpitzen· desselben saugten direkt die + E der Glasscheibe auf, umsie dem Konduktor zuzuführen.Bei der Reibung zwischen Glasscheibe und Reibzeug entstehtnicht nur in der Glasscheibe + E, sondern zugleich im Reibzeug- E, welche man ableiten mUß, damit sie sich nicht wieder mit jener+ E der Glasscheibe vereinige. Diese Ableitung geschieht durch denReibzeug-Konduktor RK, an dem man eine zum Tisch, zum Erdbodenoder am besten zur Gasleitung führende Kette befestigenkann.Bei x trägt der Konduktor eine kleine (in der Abbildung nichtsichtbare) Messingkugel, welche wegen ihrer kleineren Oberflächedie Spannung der auf sie überströmenden Elektrizität erhöht.Elektrophor. Ehe wir die Influenz-Elektrisiermaschine besprechen,fassen wir einen andern Apparat ins Auge, dessen Einrichtungebenfalls auf den Gesetzen der elektrischen Influenz beruht und derzur Aufbewahrung und dauerndenEntnahme von Elektrizitätdient. Es ist das EIe k t r 0 p h 0 r(V 0 1 ta, 1775). Die wesentlichenTeile desselben sind eine Scheibeaus nichtleitendem Stoff, gewöhnlicheiner Harzrnasse, Harzkuchengenannt (Abb. 117, s),und ein leitender Deckel (D), der ~"0von isolierenden Seidenschnüren ~getragen wird, bzw. mit einer iso- Abb. 117. Elektrophor.lierenden Handhabe versehen ist.Die Scheibe ruht entweder auf einer leitenden Unterlage oder sie istin einer besonderen leitenden Form (F) enthalten. Will man denApparat benutzen, so nimmt man den Deckel fort und macht dieScheibe (s) - am besten durch Schlagen mit einem Fuchsschwanz- (negativ) elektrisch. Hiernach setzt man den Deckel auf; alsbaldwird durch Influenz von der Scheibe aus die neutrale Elektrizitätdesselben in + E und - E zerlegt. Durch Berührung desDeckels mit dem Finger leitet man die abgestOßene -E ab, währenddie + E in ge b und e n e m Zustande (gebunden durch die- E der Scheibe) zurückbleibt. Wird nun der Deckel von derScheibe abgehoben, so wird die + E des ersteren frei, so daß sie anhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig188 12. Reibungselektrizität.einen andern Körper abgegeben werden kann. Es geschieht diesin Gestalt eines kleinen knisternden Funkens. Setzt man den Deckelnach erfolgter Entladung wieder auf die Scheibe auf, so tritt abermalseine Scheidung seiner neutralen Elektrizität ein, und man kannvon neuem eine gewisse Menge + E vom Deckel auf einen andernKörper übertragen. Dies Verfahren kann fortgesetzt wiederholtwerden, weil die - E der Scheibe erhalten bleibt, und zwar ausfolgendem Grunde: Die Scheibe wirkt nicht nur nach oben auf denDeckel verteilend, sondern auch nach unten auf die leitende Form,deren -- E abgestOßen wird und durch den Tisch usw. nach demErdboden entweicht, während die + E der Form von der -- E derScheibe zurückgehalten und diese ihr e I' sei t s von jen e I' festgehaltenwird.Influenz-Elektrisiermaschine. Die In f 1 u e n z - EIe k tri si erma s chi n e kommt in verschiedenen Konstruktionen vor. In derAbb. 118.Hol t z sebo Influenz-Elektrisiermaschine.ältesten, ihr von Holtz (1865) gegebenen Form besteht sie auszwei kreisförmigen, mit den Flächen einander zugekehrten und einandersehr nahe befindlichen (der besseren Isolierung halber gefirnißten)Glasscheiben von ungleicher Größe. Die größere,hintere Scheibe (Abb. 118, SI) steht fest, während die kleinere, vordereScheibe (8 2 ) durch eine Kurbel (K1') und die Vermittlung einerTreibschnur in Umdrehung versetzt werden kann. Die größere,feststehende Scheibe besitzt an zwei einander diametral gegenüberliegendenStellen ihres Umfangs Ausschnitte (A und B), nebendenen der Rückseite der Scheibe Papierbelegungen (Pa und Pb)aufgeklebt sind, welche die vorspringenden Papierspitzen c und clin die Ausschnitte hineinsenden. Diesen Papierbelegungen stehenauf der Vorderseite der kleineren, drehbaren Scheibe die beidenmit einer Reihe von Metallspitzen versehenen Einsauger Ea undEb gegenüber, die zu den beiden Konduktorkugeln oderE lek -t rod e n K hinführen.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig12. Reibungselektrizität. 189Bei Beginn de s Versu chs m uE die M as eh ine gela den wer den.Dies geschieht auf die Weise, daE man der einen Papierbelegung, z. B. Pa,eine geriebene Harzstange nähert und die Konduktoren bei K in leitende Verbindungsetzt. Dann wud Pa negativ elektrisch; die - E daselbst wirkt verteilendauf die neutrale Elektrizität des (metallischen und daher leite!1den)Einsaugers Ea; die in demselben gebildete + E strömt, von der --:--E m Paangezogen, aus den Metallspitzen auf die bewegliche Scheibe über, dIe - E dagegenbegibt sich, von der - E in Pa abgestoEen, über K nach Eb. Vonhier aus strömt sie aus den Metallspitzen auf die bewegliche Scheibe über, sodaE (vorausgesetzt, daE die Scheibe sich nach rechts dreht) die untere Hälftederselben, da sie zuvor an dem Einsauger Eb vorübergegaugen ist, mit - EAbb. 119. W im s h ur s t sehe (selbsterl"egende) Influenz-Elektrisiermaschine.geladen wird, während die'obere Hälfte der Scheibe, da sie zuvor an dem EiusaugerEa vorübergegangen ist, mit + E geladen wird. Kommen nun diepositivelektrischen Teile der Scheibe vor die Papierspitze d, Bomachen sie dieseund die Papierbelegung Pb gleichfalls positivelektrisch, was auf die Weise geschieht,daE zunächst die neutrale E der Papierbelegung in + E und -Ezerlegt wird und sodann die so entstandene -E aus der Papierspitze d auf diebewegliche Scheibe überströmt, wo sie durch deren + E neutralisiert wird, währenddie - E frei in der Papierbelegung zurückbleibt. Ist dies geschehen, sowirkt Pb in umgekehrter \Veise auf den Einsauger E b ein, wie anfangs Pa aufEa, d. h. es strömt von E baus - E auf lIie bewegliche Scheibe, wodurch die- E der un t er e n Scheibenhnlfte ver s t ä r k t wi rd, und + E begibt sich überK nach Ea und strömt von hier auf die Scheibe, wodurch die + E der 0 be renScheibenhälfte verstärkt wird.Hieraus ist ersichtlich, daE - bei anfänglicher geringer Ladung der M'Lschine-- die (positive und negative) Elektrizität auf der beweglichen Scheibehttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig190 12. Reibungselektrizität.fortgesetzt zunimmt - einfach infolge der durch die Umdrehung, also durcheine mechanische Arbeit, bewirkten Influenz. (V gl. das Gesetz von der Erhaltungder Kraft, S. 177.)Wenn man nun die Konduktoren bei K voneinander entfernt, so kann die- E von Ea nach Eb und die + E von Eb nach Ea nicht mehr überströmen,sondern es sammelt sich jene (die - E) in der linken Konduktorkugel, diese(die +E) in der rechten Konduktorkugel an, und nur wenn die Spannung inden Konduktorkugeln zu gro1.i geworden ist, erfolgt ein Ausgleich beider Elektrizitätenin GestaJt eines die Luft zwischen den Konduktorkugeln (bei K) durchschlagendenFunkens.Bei der selbsterregenden Influenz-Elektrisiermaschine wirddie Elektrizität gleich anfangs sei b s t erz e u g t, indem bei der Drehung derMaschine Metallpuscheln oder -bürsten über Metallknöpfe oder Stanniolbelägehinweggleiten. Sie wurde 1879 von T ö pie r erfunden. Abb. 119 zeigt eineselbsterregende Influenzmaschine nach dem verbesserten W i m s h urs t sehenSystem.Dieselbe besitzt zwei Hartgummischeiben (S), von denen in der Abbildungnur die eine sichtbar ist; dieselben können mittels der Kurbel Kr und der beidenlUemenscheiben T, T dadurch in entgegengesetzte Umdrehung versetzt werden,da1.i die Treibschnur, welche die ein e Riemenscheibe mit der die eine Hartgummischeibetragenden Achse verbindet, 0 ff e n, die um die an der e Riemenscheibelaufende Treibschnur, welche zur Achse der anderen Hartgummischeibeführt, ge k r e uzt ist. (V gl. S. 5.) Auf den nach au1.ien gelegenen Seiten derbeiden Hartgummischeiben befindet sich je eine bestimmte Anzahl von Stanniolbelägen,an denen bei der Drehung der Maschine die von je einem Ausgleichungskonduldorgetragenen Metallpuscheln P, P vorübergleiten. Die Ausgleichungskonduktorenmüssen, wenn die Maschine funktionieren soll, beiderseits so gestelltwerden, da1.i sich, wie die Abbildung zeigt, das obere Ende links, das untererechts befindet; beide Ausgleichungskonduktoren sind hiernach gegeneinander gekreuzt.Auf den beiden Glassäulen G, G ruhen die Hauptkonduktoren (oder Konduktorenschlechthin) K, K, welche die mit isolierenden Griffen (Hartgummigriffen)versehenen Elektrodenstangen (KE, KE) mit den Elektrodenkugeln E, E tragen.Ferner tragen die Konduktoren die die Hartgummischeiben umfassenden EinsaugerEa und Eb: zwei mit Saugblechen versehene Metallbügel. Und schlie1.ilich führenvon den Konduktoren die Metallbügel B, B zu den Leydener Flaschen L, L, durchwelche die sich in den Konduktoren bzw. Elektroden ansammelnden Elektrizitätenverstärkt werden. (V gl. den folgenden Abschnitt.) Bei H, H befinden sich zweivon einem wagerecht stehenden, isolierenden (Hartgummi-)Stabe getrageneMetallkugeln, an denen metallene Haken angebracht sind. Sie haben den Zweck,behufs Anstellung besonderer Versuche die in den Elektroden angesammeltenElektrizitäten durch an die Haken H, H gehängte Metallketten oder -drähte fortzuleiten;es werden alsdann die Elektrodenstangen so nach unten gedreht, da1.idie Elektrodenkugeln die bei H, H befindlichen Metallkugeln berühren.Die Wirksamkeit der Maschine erklärt sich nun auf folgende Weise. Durchdas Reiben der MetalIpuschein an den Stanniolbelägen (iufolge der Umdrehungder .Hartgmnmischeiben) sei einer der Beläge der vorderen Scheibe etwas elektrischgeworden, und zwar ·z. B. positivelektrisch. Wenn nun die Beläge der hinterenScheibe an ihm vorbeirotieren, übt er eine Influenzwirkung auf dieselben aus.Er wird daher in einem dieser Beläge (der hinteren Scheibe), der gerade mit demhinteren Ausgleichungskonduktor in Berührung ist, - E erzeugen, während diezugleich erzeugte + E durch den Ausgleichungskonduktor zum diametral ge ge n­übe r I i e gen den Belag der hinteren Scheibe abgeleitet wird. Bei der weiterenDrehung bleibt diese Ladung der beiden Beläge der hinteren Scheibe bestehenund wirkt wieder auf die gerade durch den Ausgleichungskonduktor verbundenenBeläge der vor der e n Scheibe durch Influenz elektrizitätserregend ein. Soverstärkt sich die Ladnng der Beläge und erzeugt beim Vorübergangeder Beläge an den Einsaugern in diesen auf dem Wege der Influenz Elektrizität,und zwar jeder pos i t i v elektrische Belag - E, die auf die Scheibe übergeht,und +E, die in den mit dem betreffenden Einsanger verbundenen Konduktorabfließt, jeder negativ elektrische Belag umgekehrt.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig12. Reibungselektrizität. 191Leydener Flasche ; Entlader. Zur Aufspeicherung größererMengen von Elektrizität dient die Verstärkungsflasche, auchLeydener oder Kleistsche Flasche genannt. (Erfunden vonv. K 1 eis t zu Kamin in Pommern 1746 und fast gleichzeitig vonCuneus und Musschenbroek zu Leyden.) Dieselbebesteht aus zwei guten Leitern, die durch einen ~ +isolierenden Körper getrennt sind. Der letztere istein zylindrisches Glasgefäß (Abb. 120), das aUßenund innen mit einer ni c h t bis zum oberen Randereichenden Stanniolbelegung versehen ist. Mit derinneren Belegung steht ein Messingstab in leitenderVerbindung, der oben eine Messingkugel + +trägt.Bertihrt man die Messingkugel mit dem z. B. positivgeladenen Konduktor einer Elektrisiermaschine, während dieäufiere Belegung mit dem Erdboden in leitende Verbindung -rgesetzt wird (etwa durch die Hand, mit welcher man die Abb. 120. LeydencrFlasche hält, weiter durch den Körper hindurch nach den Flasche.Füfien), so wird nächst der Messingkugel auch die innereBelegung positivelektrisch, wirkt verteilend auf die neutrale Elektrizi~ät deräUßeren Belegung und bin d e t die daselbst entstehende - E, während d18 + Enach dem Erdboden abHiefit. Da sich nun die + E der inneren Belegung unddie -E der äufieren Belegung gegenseitig anziehen, so wird nicht nur dieletztere (-E) durch die erstere (+E) gebunden, sondern auch umgekehrt die+l'~ der inneren Belegung durch die - E der äUßeren, und es kann sich keineder beiden Elektrizitäten nach auGen entfernen.Infolge dieser Bindung der auf die innere Belegung übergegangenen + Evermag diese nicht nach aUßen zu wirken, stöfit also eine we i te r e Ladunggleichartiger Elektrizität yon dem Konduktor aus nicht zurück, bis die Anhäufungder Elektrizität aus r ä um li ehe n Gründen ihre Grenze findet.Die E n t lad u n g der Flasche geschieht auf die Weise, daIi man beide Belegungen(die Messingkugel und die äUßere Belegung) in leitende Verbindungmiteinander setzt. Man bedient sich dazu ambesten eines Entladers, welcher an einer isolierendenHandhabe (Glasstab) zwei gegeneinanderdrehbare, am Ende mit ~Ietallknöpfen verseheneMetallbügel besitzt. (Abb. 121.)@'.Legt man den unteren Metallknopf desEntladers an die äUßere Belegung der LeydenerFlasche und nähert den oberen Metallknopf derMessingkugel, so schlägt bei geeigneter Entfer- Abb. 121. Entlader.nung (entsprechend der Gröfie der Ladung, welcheder Flasche erteilt war) von der Messingkugel der Flasche nach dem Metallknopfdes Entladers ein Funke über: der Entladungsfunke, der beträchtlicheLänge und Stärke erlangen kann. Er ist von einem mehr oder minder heftigenKnall begleitet, der von der entstandenen Lufterschütterung herrührt: die Luftwird bei dem Durchgange der elektrischen Entladung auseinandergerissen (ähnlichwio durch die Schnur einer Peitsche beim Peitschenknall) und stürzt gleichdarauf wieder zusammen (in den verdünnten Luftraum der Funkenbahn hinein). -Über die Farbe des elektrischen Funkens siehe S.21O.Mit der Wirkungsweise der Leydener Flasche im Wesen übereinstimmendist diejenige der Franklinschen Tafel.Mehrere Leydener Flaschen, deren äufiere Belegungen einerseits und dereninnere Belegungen andrerseits untereinander. in leitende Verbindung gesetzt sind,bilden eine eie k tr i sc heB a tt e ri e.'...._-'Vil'kungen der elektrischen Entladung. Die hauptsächlichen vVirknngender elektrischen Entladung sind folgeude: Der schon erwähnto Funke nebst Knallhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig192 12. Reibungselektrizität.bei Unterbrechung der Leitung (Einschaltung eines Dielektrikums, d. h. einesisolierenden Mittels - S. 181); das Durchschlagen von Kartenblättern und Glasscheibenseitens des Entladungsfunkens (das in einem Kartenblatt entstehendeLoch hat bei der sei t sau f g e w 0 r f e n e Ränder); die Entzündung brennbarerStoffe (z. B. Alkohol und Äther); die Erwärmung eines dünnen Metalldrahtes,durch welchen eine hinreichend grofie Elektrizitätsmenge entladen wird, desgl.die Erwärmung der Luft (elektrisches Luftthermometer von Riefi, 1837); Ozonbildungin der Luft (eigentümlicher Geruch, der auch von einer in Tätigkeitbefindlichen Elektrisiermaschine ausgeht); die Einwirkung auf die Nerven (z. B.bei der Durchleitung eines mä1.iigen Entladungsschlags durch beide Hände undArme); Muskelzuckungen.Ähnliche physiologische Erscheinungen wie beim Entladungsschlag zeigensich, wenn man die Elektrizität einer Elektrisiermaschine in den auf einem isolierendenGegenstande (z. B. einem sog. Isolierschemel - Holzschemel mit Glasfüfien)stehenden menschlichen Körper einströmen läfit und diesem nun einenLeiter nähert, wobei es gelingt, elektrische Funken aus dem Körper des Elektrisiertenzu ziehen. Das nicht unterbrochene Durchströmen der Elektrizitätdurch den Körper äu1.iert kein e physiologische "Wirkung. Nähert man demKopfe eines auf dem Isolierschemel Stehenden, während er elektrisiert wird,einen Leiter, z. B. die Hand, so sträuben sich die Haare des Elektrisierten - eineFolge elektrischer Anziehung seitens der Hand und gegenseitiger Abstofiungder Haare wegen gl e ic hartige r Elektrisierung derselben.Geschwindigkeit des elektrischen Entladungsschlags der Leydener Flasche= 464000 km_oder etwa 60000 Meilen in der Sekunde.Blitz. Als ein elektrischer Funke von ungeheurer Gröfie ist der Z i c k­z a c k blitz anzusehen. Der Donner entspricht dem den Funken begleitendenKnall. Er f 0 I g t dem Blitze, weil der Schall sich langsamer fortpflanzt als dasLicht. Der Zickzackblitz hat eine baumartig verzweigte Form. Die irrtümlicheDarstellung auf älteren Bildern, welche die eigentliche Zickzackform (mit vorgezogenenSpitzen und zurückgehendem geradlinigen Verlauf zeigt), erklärt sich(psycho-physiologisch) daher, dafi das Auge (bzw. die Psyche) eine momentanerfafite Richtung der Blitzbahn (selbstkonstruktiv) zu weit f 0 r t setz t und, umden abzweigenden Verlauf der Blitzbahn wieder aufzunehmen, eine rückwärtsgehendeverbindende Lichtlinie einfügt.Der nicht geradlinige und teilweise verästelte Verlauf des Zickzackblitzes(wie gleicherweise gröfierer künstlicher Entladun$sfunken oder -Funkenströme,die bei grofien Induktoren auftreten) kommt daaurch zustande, dafi die Luft(das Dielektrikum) wegen ihrer verschiedenen Dichtigkeit und Feuchtigkeit nichtüberall dieselbe elektrische Leitfähigkeit besitzt, die Entladung aber die amb e s te n leitenden Partien durcheilt.Aufier dem Zickzackblitz gibt es den Flächenblitz und den nochimmer rätselhaften Ku gel b li t z, der als eine langsam schwebende leuchtendeKugel erscheint, die plötzlich - auf einen Widerstand stofiend - explosionsartigzerplatzt.Träger der atmosphärischen Elektrizität sind in erster Linie die Gewitterwolken,so dann die Wolken überhaupt und schließlich die Luft im allgemeinen.Fra n k I in wies zuerst die elektrische Natur des Gewitters mit Hilfe deselektrischen Drachens nach (1749).Ihre Entstehung verdankt die atmosphärische Elektrizität nach der 1880von dem Verfasser dieses Buches begründeten Hypothese der Re i b u n g desat m 0 s p h ä ri sc he n Was s er s 1. an den verschiedenen Körpern der Erdoberfläche,2. an dem in der Luft befindlichen Staube usw. und 3. - hauptsächlich- an der trockenen Luft selber; das atmosphärische 'Nasser (Wasserdampf,Wassertröpfchen und Schnee) wird dabei :positivelektrisch. - Starke elektrischeErscheinungen beim Ausströmen von Wasserdampf, Wassertröpfchen und Ascheaus Vulkanen. Die Sankt-Elmsfeuer bestehen in einer Ausströmung von Elektrizität(besonders nach Schneegestöbern) aus spitzen Gegenständen: Baumzweigen,Schiffsmasten, Türmen usw. in Form von LichtbüscheIn (Büschelentladungvgl.K 181).http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig13, Magnetismus. 193Der Blitzableiter (Franklin, 1749) besteht aus einer eisernen Auffang e 8 tang e mit vergoldeter oder Platin-Spitze (Schutz gegen Oxydation)und aus der· Abi e i tun g, die von Kupfer sein und tief. ins fe~cht~ Erdl'~ichgeführt werden mUß. Schwebt eine Gewitterwolke über emem mit BlItzableIterversehenen Gebäude, 80 wird sie allmählich entladen, indem im BlitzableiterInfluenz-Elektrizität entsteht und die der Elektrizität der Wolke entgegengesetzteElektrizität aus der Spitze des Blitzableiters ausströmt und die W olkenelektrizitätneutralisiert. Schlägt der Blitz ein, so geht er durch den Blitzableiter, ohnet:lchaden anzurichten, in den Erdboden. Doch mUß die AbI e i tu ng in tadellosemZustande sein, weil bei mangelhafter Leitfähigkeit derselben an irgendeiner Stelle der Blitz auf das Gebäude überspringen kann.13. Magnetismus.Natürliche und künstliche Magnete. Gewisse Eisenerze, vorallem der M;,agneteisenstein_®Üien~

Digitale Bibliothek Braunschweig194 1&. Magnetismus.IEin dünner, an den Enden spitz zulaufender Stahlmagnet, der(mittels eines Hütchens) wagerecht und frei beweglich auf einerStahlspitze ruht, heißt eine ~ ag ne t na d e 1. (G i I bel' t, 1600.(Abb. 123.)Magnetische Anziehung und AbstoJ3ung.Wird der Nordpoleines Stahlmagnets nacheinander den bei den Polen einer Magnetnadelgenähert, so zeigt es sich, daß er nur den Südpol anzieht,den Nordpol aber abstößt; umg ekehrt verhält sich der Südpol desMagnets, so daß sich das Gesetz ergibt:~!"I, G lei c h nß,..mj,gJ,l_:rQ>ÜL§_!,Q1L~!L_§1.Qh,_~Q, u n g lei c h n ami geI: Pol e ziehen sich an.Auf Grund dieses Gesetzes läßt sich feststellen, ob ein Eisenstabmagnetisch ist und wie seine Pole angeordnet sind. U n mag n e t i s ehist er, wenn jedes seiner Enden bei d e Pole einer Magnetnadelgleichmäßig anzieht; magnetisch, wenn eines der Enden deneinen Pol anzieht, den andern abstößt; stÖßt es z. B. denNordpol ab, so ist es selbst ein Nordpol.Magnetische Influenz. '\Venn man einem unmagnetischen Eisenstückden einen Pol, z. B. den Nordpol, eines Magnets nähert, sowird es ebenfalls magnetisch, und zwar wird dasjenige Ende desEisenstücks, welches dem Nordpol des Magnets zugekehrt ist, zumSüdpol, während das entgegengesetzte zum Nordpol wird. - Dasmagnetisch gewordene Eisenstück ist nunmehr imstande, seinerseitsein zweites Eisenstück zu magnetisieren usf.Diese Erscheinung erinnert vollkommen an die elektrische Influenz(S.185 u. vorher); sie wird als magnetische Influenz bezeichnet.~------------Auf ihr beruht es, daß ein in Eisenfeilspäne eingesenkter Poleines Magnetstabes sich mit einem Büschel oder Barte reihen weisaneinander hängender Späne bedeckt (Abb. 122).Besondere El'scheinnngen des Magneti;o;mus. Der magnetischen Influenzgegenüber verhalten sich weiches Eisen und Stahl verschieden. Jenes nimmtden Magnetismus (die magnetische Eigenschaft und Kraft) alsbald in vollemMafie an, ver I i e r t sie aber sofort wieder nacl} Entfernung des Magnets. Ahnliehverhält sich das weiche Eisen bei der Magnetisierung durch Bestreichen miteinem Magn, et. Der ~ßagegen ist schw~rer ma,gnetisierbar, behält aberlseinen Magnetismus läng:;r. und vollständiger fiei. - Dies läfit sich so erklären,dafi der Stahl im Gegens,atz zum weichen Eisen sowohl der Trennung wie derWiedervereinigung der heiden Magnetismen - Nord· und Südmagnetismus,die man (ähnlich wie in per Elektrizitätslehre zwei Arten der Elektrizität) an-Inehmen kann - einen gewissen, beträchtlichen W i der s ta nd entgegensetzt,den man als K 0 erz i t i v k raft bezeichnet, während dieser Widerstand imweichen Eisen gering ist.Stärkere Wirkungen als ein gerader Magnetstab äufiern die Huf eis e n­J mag n e t e (Abb. 124) und die aus mehreren hufeisenförmigen BOOtern"""""ö"1TerI;amellen zusammengesetzten magnetischen Magazine.Das vor die beiden Pole (N und~) des Hufeisenmagnets (Abb. 124) gelegteI Stück weichen Eisens (sn) wird~ genannt; auf dasselbe wirken N und S}durch rnflu, e" nz, sich gegensei tig unterstützend; dadurch erhält der -, auf diese'Weise arIl}LW.e - Magnet eine gröl.iere Tragkraft.Wir~d' ein Stahlstab mittels eines Hllfeisenmagnets magnetisiert, so geschiehtdies durch den sogenannten Doppelstrich, d. h. in der Weise, daß man beidehttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig13. Magnetismus. 195Pole des Hufeisenmagnets auf die Mitte des Stahlstabes aufsetzt und nach demeinen Ende desselben - doch nicht da1itber hinaus - bewegt, desgleichen zurücknach. dem andern Ende usf.; das letzte Mal wird nur bis zur Mitte gestrichenund dann abgehoben. Die im Stahlstab entstehendenPole liegen auch hier wie beim ein f ach e nStrich (S. 193) - denen des Hufeisenmagnets entgegengesetzt.Bricht ~an einen Magnetstab (z. B. eine magnetischgemachte StrICknadel) entzwei, so ist jedes Stück ein vollständigerMagnet mit zwei Polen. Somit ist nicht etwadie ganze eine Hälfte eines Magnetstabs nordmagnetischund die ganze andere Hälfte südmagnetisch, sondern inje d em Ma s s en tei 1 eh endes Magnetstabs sind beideMagnetismen enthalten; dieselben sind nur in der Mittedes Stabes nach aunen unwirksam, weil sich daselbst dievVirkungen der (beieinander liegenden) Massenteilchenaufheben. Auch in einem u n magnetischen Eisenstabe Ssind alle Massenteilchen mit beiden Magnetismen versehen;nur sind Sie mchl: äTIesamt gleichgerichtet, sondern liegenung~~

Digitale Bibliothek Braunschweig\J3. MagnetismUs.zwar gilt nach Co u 1 0 m b (1784) das Gesetz, daß die Stärke oder Intensität, mitder zwei Magnetpole sich anziehen oder abstoßen, den 1~:L!)'.Qg e n a-era u f ein­Jl inan d er wi r k en den Ma gn e ti s me n direkt, cl ELrrLQJJ.a-iirilfijlU;.ElIß n t-~.-fjlr 1111J.lJ:\· ab er u I ll ge)jllitp ÜfQ9 rti (}J)lj;J ist. ~ tJ a sgleiche Gesetz gilt auchfür die elektrische Anziehungund A bstofiung.(V gl. Newtons Gravitationsgesetz,S. 11.). Magnetische und diamagnetischeKörper. Die Eigentümlichkeit,vom Magnetanß'ezogen zu werden, besitzenaUßer dem Eisen auch einigechemische \Teroindungen desselben(Magneteisenstein undAbb. 126. Schematische Darstellung der magnet. Kraft- Titaneisen), sowie die chemischenlinien. Elemente Nie k e I und ~.?~_aJ t.Se h r st ar k e magnetische Kräfte (wie sie die Pole eines Elektromagnetsentwickeln - siehe Kapitel 15, Abschnitt "Elektromagnetismus") üben auf alleKörper eine magnetische Einwirkung aus; hierbei aber zeigt sich folgender· Unterschied im Verhalten der Körper: Die einen werden, zwischen die Poleeines hufeisenförmigen Elektromagnets gebracht, von denselben angezogen undstellen sich in die Verbindungslinie beider Pole: m,..a.g.!l.ßtis..c.b.e oder par a­\ mag ne t i s ehe Körper; die anderen werden von den Polen abgestoI3en undstellen sich sen kr e c h t zur Verbindungslinie derselben: dia t,tl a ~ n e t is eheKörper (F'araday, 1845). Magnetisch sind: Eisen, Nickel;1rooa t, Mangan,Platin usw.; diamagnetisch : Wismut, Antimon, Zink, Zinn, Blei, Silber, Kupfer,Gold usw., ferner: Wasser, Alkohol, Schwefels 'ure u. sw.,...:. I..;/,.vLErdmagnetismus; ~. ' -Intih.nallOil'i. Die auf S. 193beschriebene Erscheinung, wonach ein frei aufgehängter Magnetstab· oder eine frei schwebende Magnetnadel eine von Norden nach Südengerichtete Lage einnimmt, erklärt man durch die Annahme, daß derErdkörper magnetisch ist. Nach dem auf S. 194 angeführtenGesetz über die magnetische Anziehung und Abstoßung muß alsdannder Nordpol der Erde Magnetismus von der Art des Südmagnetismus,der Südpol der Erde l\'fagnetismus von der Art des Nordmagnetismusbesitzen.Die geographischen Pole der Erde sind nur an näh ern d die magnetischenPole. Gen aue Beobachtungen zfligen, daI3 die magnetische Achse einerMagnetnadel von der Meridianrichtung abweicht, und zwar so, daß das Nord-\ ende nach einem für unsere Gegenden westlich :L0!!} N.QI!J,:pol gelegenen Punkte(auf der Insel Boothia F'elix im hoheil1irÖrden AmerikaS) hinzeigt.DieserPunkt ist der magnetische Nordpol, der vom Kapitän J 0 h n R 0 s s tatsächlich(1831) erreicht worden ist. Der magnetische Südpol liegt südlich von der Ost-· küste Australiens auf Viktorialand, zwischen den Vulkanen Erebus und Terror.(James Ross, 1841.)Die Abweichung der Magnetnadel vom geographischen (oder astronomischen)I. M. eridian eines Ortes, in Winkelgraden ausgedrückt, heißt die mag n e t i s eheI Deklination des Ortits.· Verbindet man alle Orte gleicher Deklination auf der Erdoberfläche durchJLinien. miteinander, so erhält man ein System von Kurven, welche ~(l..Qgo n e._~.genannt werden. Den Namen~goLe trägt eine vom magnetischen Nordpol zummagnetischen Südpol verlaufen' e lilie, längs welcher die Magnetnadel keineDeklination besitzt, sondern genau nach dem geographischen Norden zeigt.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig14. Galvanismus. 191Als magnetische ;l;leridiane bezeichnet man Kurven, welche in ihremVerlauf die an jedem Orte herrschende Richtung der Magnetnadel angeben.Hängt man eine Magnetnadel längs eines magnetischen Meridians in ihremSc h wer p unk t e (der vor der Magnetisierung festgestellt werden mufi) so auf,dafi sie sich in vertikaler Richtung frei bewegen kann, so neigt sich auf dernördlichen Halbkugel das Nordende der Nadel dem Erdboden zu - eine Folgederstärkeren Anziehung des (auf der nördlichen Halbkugel näh e ren) magnetischenNordpols. Auf der südlichen Halbkugel ist das Süd end e der Inklinationsnadelabwärts gene,igt. Die Abw,eichun, g der Nadel von der Horizontal-f,'richtung heißt m~gl1eti~ch~_.Wlin_ll,J..i.rul,." eine in der angegebenen Weiselaufgehängte Magnetnadel: Tnklina,tiJU!slL!L

Digitale Bibliothek Braunschweig198 14. Galvanismus.Die Entstehung dieser Elektrizität ist eine Folge der chemischenVorgänge, die sich zwischen den Metallen und der verdünntenSäure abspielen.Bringt man nun die aus der Flüssigkeit hervorragenden Endender Metallplatten in leitende Verbindung miteinander, z. B. durch einen_Kupferdraht (Abb. 127), so findet eine Vereinigungder Elektrizitätenstatt, indem die+ E des Kupfers (im Sinne des Pfeils) zum+ Zink und die - E des Zinks (dem Pfeil ent-....,..J~------... 79 gegen) zum Kupfer hinüberströmt. Aber daZnCu die chemischen Vorgänge in der Flüssigkeitsich weiter abspielen, sammeln sich neue~------ Mengen Elektrizität im Zink und im Kupferan, die sich abermals - durch den verbindendenKupferdraht hindurch - ausgleichenURf. Auf diese Weise entsteht ein andauernderelektrischer Strom von + EAbb. 127. Galvaniscber Strom.(Galvaniscbes Element.) Wan- vom Kupfer zum Zink und von - E vomderung der Ioneu. Zink zum Kupfer.Bei der chemischen Wechselwirkung zwischen den Metallen undder Flüssigkeit werden aber nicht nur die ersteren, sondern auchdie F I ü s si g k e i t elektrisch. Man kann sich diesen Vorgang sodenken, daß die neu tr ale Elektrizität, die anfänglich in denMetallen und der Flüssigkeit vorhanden ist, infolge der chemischenVorgänge in + E und - E zerlegt wird. Dabei geht an derBerührungsstelle zwischen Flüssigkeit und Z i n k die - E nach obenin die Zinkplatte, die + E aber in die Flüssigkeit, während dieVerteilung an der Berührungsstelle zwischen Flüssigkeit und Kupferumgekehrt erfolgt, so daß sich die + E in das Kupfer, die - E indie Flüssigkeit begibt. Zwischen den beiden entgegengesetztenElektrizitäten in der Flüssigkeit findet nun ebenso wie in demKupferdraht eine Ver ein i gun g statt, so daß auch in der :F'lüssigkeitzwei entgegengesetzt gerichtete elektrische S t I' Ö m e entstehen,die aber den umgekehrten Verlauf zwischen den Metallen nehmenwie im Kupferdraht: die + E geht vom Zink zum Kupfer (im Sinnedes wagerechten Pfeils in der Flüssigkeit), die - E vom Kupferzum Zink (entgegengesetzt der Pfeilrichtung).Die Annahme solcher in entgegengesetzter Richtung durch einanderhindurchfiietiender Ströme geschieht aber nur unter der Voraussetzung,daß die du a li s ti s ehe Hypothese der Elektrizitätrichtig ist, oder besser: unter der V Qraussetzung, daß wir unsauf der Grundlage dieser Hypothese bewegen.Die genannten elektrischen Ströme bewirken in der Flüssigkeit eine chemischeZersetzung derselben: die Schwefelsäure H 2 S0 4 wird in die heiden BestandteileHz und SO 4 gespalten; es wird also durch die elektrischen StrömeWasserstoff aus der Schwefelsäure ausgeschieden. Eine derartige Entwicklungvon Wasserstoff bewirkt nun freilich auch eine Zinkplatte an sich, wenn siein verdünnte Schwefelsäure eingetaucht wird. Aber die elektrischen Ströme'Ver s t ä r k e n diese Wirkung, was man leicht daran erkennen kann, daß beiE n tf e rn u ng des zwischen der Kupfer- und Zinkplatte angebrachten Kupfer-http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig14. Galvanismus. 199drahts die Gasentwicklung in dem Gefäß er he tli c h sc h w ä c her wird, währendsie sogleich wieder lebhaft einsetzt, wenn aufs neue die Verbindnng zwischenden beiden Metallplatten durch den Kupferdraht hergestellt wird.Im ga n % e n entwickelt sich nach dem Gesagten in demSystem Zink / verdünnte Schwefelsäure j Kupfer nebst VerbindungsoderLeitungsdraht ein zusammenhängender Strom positiverEIe k tri z i t ä t vom Zink durch die Flüssigkeit zum Kupfer undweiter durch den Leitungsdraht zum Zink und ein zu sam me n­hängender Strom negativer Elektrizität vom Kupfer durchdie Flüssigkeit zum Zink und durch oden Leitungsdraht zum Kupfer.Von bei den Strömen wird allgemein nur der pos i ti v e näherbetrachtet, da der negative ihm allemal entgegengesetzt gerichtetist. Um die Richtung des ersteren zu behalten, merkt man sich~7:.~:!~~~i~~~.~:,s!~~~e.t~.::~~.~;~~ t:F 1:); t v-B-m ~Man nennt diesen (elektrischen) S t I' 0 meinen ga 1 v a n i s eh e n Iund die Elektrizität, welche er fortführt, ga 1 va n i s ehe EIe k tri - ,z i t ä t oder Ga I v an i sm u s. - Im Gegensatz zur galvanischenElektrizität faßt man Reibungs- und Influenzelektrizität als ~.t~M \'0(oder ruhende) EIe k tri z i t ä t zusammen.Der Name "galvanisch" usw. ist nach dem Entdecker des Galvanismus:Lu i giG a I v a n i, Professor der Medizin in Bologna (1737-1798), gebildetworden. Dieser hatte (1789) enthäutete Froschschenkel mittels kupferner Hakenan einem eisernen Gitter aufgehängt; kamen nun die Froschschenkel mit dem Gitterin Berührung, so stellten sich heftige Muskelzuckungen in ihnen ein. Hier liefertedas System Eisen/FroschschenkeljK upfer einen elektrischen (galvanischen) Strom,dessen p h y s i 0 log i s ehe Wir k u n g in den Zuckungen der Froschschenkelbestand. Galvani führte die Erscheinung irrtümlicherweise auf die vermeintlichnoch nicht erloschene Lebenskraft zurück, die Elektrizität erzeugen sollte.Alessandro Vol ta (1745-1827), Professor der Physik in Pavia, dersich mit Galvanis Entdeckung beschäftigte, suchte sie auf die Weise zu erklären(1793), daß er annahm, es entstehe bei der blOßen Be r ü h run g zweierverschiedener Metalle (Eisen und Kupfer) Elektrizität, und die Froschschenkelseien nur ein Mittel zum Nachweis dieser Elektrizität (durch ihre Zuckungen),ohne zu der En t steh ung der Elektrizität selbst erforderlich zu sein. Nachseiner Anschauung heißt die in Frage stehende Art der Elektrizität daherBerührung s- oder K 0 n ta k t. E lek trizi tät.VoltaschlIr Fundamentalversuch. In der Tat gelingt es mit Hilfe desvon Volta erfundenen Kondensators (der imPrinzip der Einrichtungeiner Leydener Flasche gleichkommt, in der äUßeren Form einem Elektroskopähnlich sieht, das obenoeinemit Firniß überzogene Metallplatte trägt, auf dieeine andere aufgesetzt und nach ableitender Berührung mit dem Finger abgehobenwird), das Autreten von Elektrizität bei der gegenseitigen Berührungzweier mit isolierenden Handhaben versehener Metallplatten (z. B. Kupfer undZink) naochzuweisen(Voltascher Fundamentalversuch). Doch ist es (aufGrund neuerer Versuche) wahrscheinlich, daß auf solchen Platten dünne Oxydschichtenoder überzüge von Feuchtigkeit sich gebildet haben, die dann bei derBerührung chemische Vorgänge hervorrufen, welche die galvanische Elektrizitäterzeugen.V oltasche Spannungsreihe. Die bei der Berührung zweier verschiedener \(heterogener) Metalle entstehende Elektrizität ist auf dem einen positiv, auf demandern negativ; und es lassen sich die Metalle in eine Reihe ordnen, derart,daß jedes voranstehende, mit einem folgenden berührt, p osi ti v, jedes folgende,mit einem vorhergehenden berührt, ne ga t i v elektrisch wird. Diese Reihe heißtVoltasche Spannungsreihe; sie lautet:http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig200 14. Galvanismus.(+) Zink, Blei, Zinn; Wismut, Antimon; Eisen, Kupfer, Silber; Gold undPlatin (-). An das negative Ende dieser Reihe schließt sich von Nichtmetallendie Kohle (Gas- oder Retortenkohle) an.Bei der Berührung zweier Körper der Spannungsreihe entsteht eine be-\ stimmte elektrische SRann ungs.differen,z !Potentialdifferenz), die ausschließlichvon der Natur der Körper, mcht aber von der Größe und Form ihrer Berührungsflächeabhängig ist. Je weiter die sich berührenden Körper in derSpannungsreihe voneinander entfernt sind, desto größer ist die gebildete Spannungsdifferellz.Folgen die in Berührung gebrachten Körper nicht unmittelbarin der Spannungsreihe aufeinander, so ist ih r e Sp an nun gs di He renzgleich 'eier Summe der Spannungsdifferenzen der zwischenliegendenKörper. Werden daher zwei Metalle durch ein Zwischengliedder Reihe in leitende Verbindung gesetzt, so ist die sich in beiden entwickelndeSpannungsdifferenz dieselbe, als ob sie sich unmittelbar berührten.IJeiter erster und zweiter Klasse. Diesem Gesetz der Spannungsreihefolgen nLcQt: die Säuren, die Basen, die Salzlösungen, die\ geschmolzenen Salze, überhaupt die chY_mi~s:!l._~l!~fiIDm~~ll~z;t.~nFlü~keiten.!Sie nannte Volta Lei tel' zweiter KI a s se im\ Gegensa-t;"~~ den Körpern der SpaIllmngsreihe als Leitern ersterK las s e. In einem geschlossenen Kreise, welcher mehrere Leitererster Klasse und auch nur ein e n Leiter zweiter Klasse enthält,ist die Spannungsdifferenz von Null verschieden, wogegen ein geschlossenerKreis, der nur aus Leitern erster Klasse besteht, demGesetz der Spannungsreihe zufolge die Spannungsdifferenz Null besitzt,d. h. keinen elektrischen Strom aufweist.Die Leiter zweiter Klasse besitzen die Eigentümlichkeit, dene. lektrisehen Str0IIl:..nur auf die W ei.se zußit~1)., daß sie eine ~misc1.!.E),l Zel:§~~g erleiden, wie es bereits in dem Abschnitt "GalvallrSCheElektrizität etc." erwähnt wurde und in dem Abschnitt ,,~I~tr:Ql'ys.E):'noch des näh e ren erörtert werden soll. Die L. eiter z.weiter Klasse\werden nach neuerern Sprachgebrauch .!21ek;.troltle genannt.Elektromotorische Kraft. Die Tatsache, daß bei der Berührungzweier verschiedener leitender Stoffe nicht allein getrenntepositive und negative Elektrizität auftritt, sondern auch eine WiffiElE,-, ~ l' e i.n i g u.E$......LLf)L~I.1J.!~ktrizitä!~Jllilrhleiht. ~ndet ihre Erklärung111 der Annahme e111er besonderen Kraft, dIe an der Beruhrungsstellewirksam wird und die Ursache der auftretenden elektrischenSpannung oder Potentialdifferenz ist. Sie heißt eIe k t r 0 -tm ot 0 ri s chJLKrJ!Jt. Man wird sie auf die stattfindendßii

Digitale Bibliothek Braunschweig-14. Galvanismus. 201draht wird sie - und damit der galvanische Strom - ~~S:.hl.9~lL~!!,i daher heißt der Draht auch Schließungsdraht.Die Enden der Metalle in einer offenen Kette heißen die Pole oderElektroden und werden als positiver und negat:ivei:--Polmi'{ß';s-chfeaen. (Im behandelten Beispiel merke man: _~l,ll!~erposlE~~, __ ?~~~~~~.g-_::!i!:) (~ ..... J:'~ f tt.:/:/;''' . ,Wenngleich die galvanische ElektrIzität sich dadurch von del~statischen Elektrizität vorteilhaft unterscheidet, daß sie einen an·da u ern den S t 1'0 m liefert, so steht sie doch insofern hinter letztererzurück, aTS-~Spannung gerin~r ist. Also bei der statischenElektrizität: große -S"paniiüilg';- - ~< __ ~unterbrochene Entladung; beider galvanischen Elektrizität:kleine Spannung, fortwährendesFließen der Elektrizität.Einen stärkeren elek- Zntrischen Strom erzielt man durchVereinigung mehrerer einfacherKetten zu einer zusammengesetz­ .-ten Kette oder einer ga I v a- Abb. 128. Galvanische Batterie (von 4 Elementen),nischen Batterie {Abb.128);dies geschieht in der Weise, daß jeder folgende Zinkpol mit dem vorhergehendenKupferpol verbunden wird (Schaltung ,hLp:Jill.' einanderoder Reihenschaltung). Die äUßerste ZJ:nK':und die äußersteKupferpllifie'1ii!diiü-dann die Pole der Bat tel' i e, sie sind in derAbbildung durch einen Schließungsdraht miteinander verbunden.Durch die beschriebene A,nQ!'dnung wird der Potentialunterschied~ (oder die ~~:qg) zwischen dem ersten und dem letzten Pol .K~:\ steigert, da durch jedes folgende galvanische Element zu der Poten-'träRriTIerenz, die das vorhergehende hervorruft, eine gleich großePotentialdifferenz hinzugefügt wird.Eine andere Art der Verbindung von Elementen ist die Schaltungne beneinander oder die P:: l' a 1 L!11J1.J"lLilJ..i1U).g. Sie erfolgt\ auf die Weise, daß man einerseits alle Zinkplatten und andrerseitsalle Kupferplatten un tel' ein an der verbindet. Hierdurch wird dieelektromotorische Kraft und .... dam. it . die .p. ote.n.t.ialdifferenz nicht gesteigert,wohl aber die ~~~riziJät~~~1L~'\Ein anderes als das erwähnte Zink-Kupferelement ist das sogenannteChromsäureelement 0 der Fl asc henel emen t, dasaus Zink und ICöIireoesteht, die beide in eine mit Schwefelsäuregemischte Lösung von doppelt-chromsaurem Kali getaucht werdenkönnen. - Hier geht der p.ositive Strom vom Zink durchdie Flüssigkeit zur Kohle.Aus denselben Körpern sind die vielfach angewendeten Tauchbatt e r i e n zusammengesetzt.Die Volt a s,J

Digitale Bibliothek Braunschweig202 14. Galvanismus.Kupfer, feuchter Leiter usw., zuletzt: Zink, Kupfer, feuchter Leiter; Zink. Beidieser Anordnung stellt ein uuten (am Kupfer) befestigter Draht den positivenPol dar, ein oben (am Zink) befestig-ter Draht den negativen Pol.Konstante Ketten oder Elemente. Die 'Virkung der angeführten galvanischenKetten (und Batterien) nimmt nach einiger Zeit an Stärke ab, und derelektrische Strom hört zuletzt ganz auf. Der Grund für diese Erscheinung liegt inder chemischen Zersetzung, welche der Strom in der Flüssigkeit hervorruft; infolgederselben werden die Grundstoffe des 'Vassers: vVasserstoff und Sauerstoff frei(vgl. den Abschnitt "Elektrolyse"). Der W ~~§ßIStoiLl'l.m,u;lJ~r.t",!!l.iiJ:le!R1L~itivenl Strom (siehe S. 198, Abb. 127, sowie S. 20'3-206) und legt sich der KupferprafTe-an;~während der Sauerstoff sich in entgegengesetzter Richtuug zur Zinkplattebegibt und Oxydation und infolge davon Auflösung des Zinks und Bildung vonZinkvitriol an Stelle der Schwefelsäure bewirkt. Die Umhüllung des Kupfersmit 'Vasserstoff verhindert die unmittelbare Einwirkung der Flüssigkeit aufdas Kupfer und bewirkt sogar die Entstehung eines Gegenstroms (Berührungvon Kupfer und Wasserstoffgas) - eine Erscheinung, dieärs'Eile1ftrische Polari.l .. ga t ion be7.eichnet wird.-'-~­-----nm dem gedachten übelstande abzuhelfen, wendet man statt einer: z w e iFlüssigkeiten an, von denen die eine den entwickelten 'Vasserstoff verbraucht(Kupfervitriollösung, Salpetersäure u. a.). Beide Flüssigkeiten werden durch einen') {eine porösen, To n den zell Durc.~tritt~ voneinander des elektrischen getrennt. Stromes Derartige n.icht Ketten, hi.n ... d .. e .. rn welche ... d. e .. n .T.... onz aus .. ylinder zweiMetallenUndzwei Flüssigkeiten bestehen, heifien k 0 n s ta n t j}.Jr.~J;,L~n.Solche sind:' 1. Die Dan i e 11 sche K e t t e ode~das Dan i eilsche-Element(1836). - Ihre Bestandtei'IeSiii'iT ~...!DU e r in ~oDze~trierter .. K u.p...te:v i tr i 0 1-Losnng und ZInk In verdunnter-Scnwefelsäure. Das dTäsgefäfi G (Abb. 129) ffiiTIi1iJf'üieverdünnte Schwefelsäure, in welchfl der an beidenEnden offene Zinkzylinder Zn eingestellt ist; erumgibt die unten geschlossene Tonzelle Th,welche zur Aufnahme der Kupfervitriol-Lösungund des Kupferblechzylinders Cu bestimmt ist.Infolge von Zersetzung des Kupfervitriols lagertsich auf dem Kupferblechzylinder metallischesKupfer (statt des Wasserstoffs) ab. - DieKlemmschrauben K dienen zur Aufnahme desSchliel.iungsdrahts bzw. eines Drahtes, der dasElement mit einem zweiten, benachbarten zueiner Batterie verbindet. - Ein Zink - K!!P.fer--_................. .............--_...__ ... Element(18;')9).ohne-._-..Tonzelle ist das Me i d i n ger seheAbb. 129. Daniellscbes Element. 2. Die B uns e n sehe K e t t e oder dasBunsen-Element (1842). - Ihre Bestandteile. sind K 0 h 1 e in konzentrierter S al jfeTers'ä ure und Zi n k in verdünnterSc h \ill~..1~ä ure. -- ---~_. -~->..3. Das Leclanche-, Braunstein-oderSalmiak-Element. - DessenBestandteile: K o~welche zwischen zwei PI at t e n eingeklemmt ist, die auseiner Mischung Von Braunstein, Kohle, Gummiharz und doppelt-schwefelsauremKali bestehen, und Zi n k; nur ein e Flüssigkeit: S alm i a k 1 Ö s u n g, die anderewird durch den sauerstoffreichen Braunstein ersetzt. ~Die sqgenannten T r 0 c k e ne 1 e me nt e (beispielsweise in den elektrischenTaschenlampen) sind meist naCfi· ..·dem LeclancM-Typus gebaut und enthalten' einen Stoff, der die Flüssigkeit aufsaugt, aber keine elektrische Wirkung ausübt,z. B. Sägespäne; oder sie sind wasserdicht verkittet.Akkum.nlaJ;w:eu.. Von besonderer Bedeutung in der modernen ElektrotechniK"SiiiifdiePolar isa tion s- oder S e k u.!}dä 1'-);;;..1..8 lI!.!3n te, auch Akk um],!;lator.en genannt. (Plante, 1859; Faure,l88i.) Ein Akkumulatoi-"'"1i'e'StehtallS'zwei formierten, d. h. auf besondere Weise zubereiteten ~eiPiatten, die inein mit ver®nnter Schwefelsäure gefülltes GefäE gestellt sind; Ie . atteii:werden---".......-'''- .http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig14. Galvanismus. 203als die positive und die negative unterschieden. Die po~ilivelL!~Ii1tten sind (umeine gr*""Qb.~~fJMh~darzubieten) mit spiralig. verlaufenUell .Riefen versehen;die nega1jy\ill....'p,latten oilden- ein ~enwerk, m welch~s beI ~er Herstelll~ngeine Paste gestrichen wird, deren wesemn~her BestandteIl Menmge (Pb., 0.) 1st.Die Formierung oaer Formation der positiven Platten erfo~gtTn~aer: Weise, daßdieselben in verdünnte Schwefelsäure gestellt werden und em galvamscher Stromhindurchgeleitet wird; dann bildet sich infolge chemischer Umsetzung (vgl. unten)auf der Oberfläche der Platten Bleisuperoxyd (Pb 02), das eine braune Farbe besitzt.Die negativen Platten werden entsprechend formiert, nur daß der galvauischeStrom entgegengesetzt wie bei der Formierung der positiven Platten gerichtetist. Infolgedessen wird die Mennige zu metallischem Blei (in Form von Bleischwamm)reduziert. Die Formierung der negativen Platten hat lediglich denZweck der Vergrößerung der Oberfläche; sonst würden einfache Bleiplattengenügen. Die Formierung dauert 20-40 Tage.Der Akkumulator stellt nun eine neue Art eines galvanischen Elementsdar: Blei und Bleisuperoxyd in verdünnter Schwefelsäure. Er liefert einen Strom,der aber eine Zersetzung der Schwefelsäure und eine Reduktion des Bleisuperoxydsder positiven Platte bewirkt, so daß nach einiger Zeit eine erneuteLad u n g des Akkumulators stattfinden mUß.Diese Ladung erfolgt so, daß der positive Strom bei der positiven Platteeintritt und von hier durch die verdünnte Schwefelsäure zur negativen Plattegeleitet wird. Er bewirkt eine chemische Zerlegung der Schwefelsäure und inzweiter Linie des Wassers, so daß Wasserstoff und Sauerstoff abgeschiedenwerden (vgl. den Abschnitt "Elektrolyse"). Der Sauerstoff geht nun, entgegengesetztdem positiven Strom, an die p.ositive Platte und oxydiert sie wiederum(an der Oberfläche) zu Bleisuperoxyd, während der Wasserstoff sicha!l die negativePlatte begibt und sie entweder unverändert läßt oder - wenn dlS Schwefelsäuresie chemisch verändert haben sollte - zu metallischem Blei reduziert.Ist dergestalt das Element geladen, so gibt es (nach Ausschaltung der zumLaden benutzten Batterie) einen Strom, der entgegengesetzt gericht.etist wie der Ladungsstrom, denn er tritt bei der positiven Plattea u s. Er heißtim Vergleich zum Ladungsstrom : Se k und ä I' S tr 0 m.Der Sekundärstrom zersetzt ebenfalls die Flüssigkeit und führt (umgekehrtwie der Ladungsstrom) Wasserstoff an die positive Platte, so daß die darauf gebildeteSchicht von Bleisuperoxyd allmählich abermals reduziert wird; hat sichso das Bleisuperoxyd vollständig in Blei zurückverwandelt, so hört der Sekundärstromauf: der Akkumulator ist entladen. Bei u n ben u tz t em S te he nl ass e nentladet er sich erst nach sehr langer Zeit von selbst.Zu erneutem Gebrauch ist eine abermalige Ladung vonnöten.Wirkungen des eiektrischen Stroms. Die Wi!'K]J1!g~Il. dese~Lsondern sich in: chemische Wirkung-en",~\~~Jl- und Li.ch_t:..ers c2:ein ungen, - magne ti~yhe Wirkung en, ph ysiologi s cne Wirkungen und~ 1 na:uk tio nswirk u n gen. ~ .. ~"""._,,,." .. ,-,, _ ... ~-,-~,--,Wir betrachten zuerst die chemischen Wirkungen, die unterdem Namen der EIe k tr 0 1 Y s e zusammengefaßt werden._.--~~""";

Digitale Bibliothek Braunschweig204 14. Galvanismus.(positive) Strom in den Elektrolyt ein- bzw. aus ihm austritt, d. h.also an den Polen, zur Ausscheidung, wie dies Abb. 127 an der6alv.EZemAbb. 130. Elektrolyse.Schwefelsäure veranschaulicht (die Ionen sind in diesem Falle Hzund S04)'Die in den Elektrolyt eintauchenden Pole oder Elektroden\ werden als An 0 d e und Kat h 0 d e unterschieden. Die An 0 deist! diejenige ElelÜroae, an welcher der positive Strom in den Elektrolyte l!tJ_r i t t (der positive Pol), die Kat h 0 d e diejenige Elektrode, anwelcher der positive Strom aus dem Elektrolyt austri t t (der negativePol): Abb. 130. (Merke: Kathode = negativer Pol.)Das mit !t~ positiven §.~o_:r:?-~~l;t!l;_c!~:r!l!le Ion nennt man deneIe k t r 0 pos i t i v e n BestandteIl -oder das !\2' tj.2.n

Digitale Bibliothek Braunschweig14. Galvanismus. 205bindung stehen; im oberen Teil sind die Schenkel des Rohrs mit Öffnungenversehen, die durch Glashähne verschließbar sind. Die Füllung des Rohrs mit(durch Schwefelsäure) angesäuertem vVasser geschieht durch ein Ansatzrohr, dasan die untere Krümmung des ersteren angeschmolzen ist, ~öher e~pon'agt alsdie Schenkel des U-förmigen Rohrs und in eine kugelförmIge ErWeIterung ausläuft.Dieses Ansatzrohr dient zugleich zur Aufnahme der Flüssigkeit, welchedurch die infolge der Elektrolyse sich entwickelnden Gase aus den Schenkelndes U-förmigen Rohres verdrängt wird. Der (positive) elektrische Strom gehtvon der Anode zur Kathode im Sinne des PfeilS durch die untere Krümmungdes U-förmigen Rohres. .Die durch den Strom erfolgende Zersetzung des 'Vassers ist keine direkte.Es wird vielmehr zunächst die Schwefelsäure (H 2S0 4 ) zerlegt (vgl. S. 198 undAbb. 127), und zwar in\, 'Wasserstoff (H 2) und den Atomkomplex 804' der aberkeinen freien Bestand hat; derselbe entreißt daher dem Wasser seinen Wasserstoffund bildet wieder Schwefelsäure, während der Sauerstoff des Wassers freiwird. Der vVasserstoff ist nun elektropositiv (das Kation), der Sauerstoff elektronegativ(das"":A"iitön). Daher wandert der W asse~t dem positiven Stromund scheidet sich an der Kathode (dem negativen Pol) aus, während sich derSauerstoff an der Anode (dem positiven Pol) ausscheidet.Das VolUl,!LYi!xbJjJtnis der frei werdenden Gase . (Wasserstoff zu Sauerstoff)ist dabei = 2 : h entsprechend der atomistischen Zusammensetzung des -v\7 assers= H 2 0. ,----. \Da di~ ~rel!g:e 5Ie~. in.tli!1I;lLbeßtÜI).!lIte!l~_t2H.,,~:Qg:~gYlÜtl(1~!.!e_I!.gil!l2.ßer S~ärke \?der IntensItät des galvan~schen Stromes - d81: ~ t,E.o.IiI s~_~_r~'~~'=MP!2E.Qrho,n_ll:! \1st (F ara d a y), so kann SIe zur Messnng der letzteren benutzt wei'Uen. t:V olta- \meter;::J'ä'C1i bi, 1839. V gI. Genaueres über Messung von Stromstärke undSpannung in den Abschnitten "Magnetische vVirkungen des elektrischen Stromes"und "Elektr. und magnet. Malie".)Wie aus Wasser (und Schwefelsäure) der Was seI' s toff an dernegativen Elektrode (oder Kathode) frei wird, so werden aus Lösungenvon Metalls. alzen, z. B. Kupfervitriol, Cyan silber + Cyankalium, cya. n-,\gold, Goldchlorid, die Met a 11 e, die gleich dem Wasserstoff elektro­I!ositiv sind, also mit d:eiiipositiven Strome wandern, an dernegativenElektrode abgeschieden. Werden Gegenstände mit dieser verbundenoder bilden die Gegenstände seI b s t die Kathode, so schlägtsich auf ihnen das Metall (Kupfer, Silber, Gold) nieder. Es lassensich so 1. KupferabdTÜcke von Gegenständen herstellen (G a 1 v a n 0- \p las t i ~; Ja c 0 b i, 1838, St. Petersburg); 2. können Gegenstände mIteinem unmittelbaren überzug einer Silber-, Gold-, desgl. Nickelsehichtusw. versehen: galvanisch versilbert, vergoldet, vernickelt werden usf.(G l.!l.Y,\:t}l!~_a t~?_g. oder Gal v a nos te gi e). Vgl. den Abschnitt "Ad-\,häsion", S. 15. - F-erner läßt sich eine Reingewinnung von Metl.!Jleu,z. B. Aluminium, auf ~le!_~~J?!y.t.!s~llem"W~g:t; aus den Verbiridungen(im fraglichen Fall aus Aluminiumoxyd) bewerkstelligen.Die Hypothese von der Wanderung der Ionen (Grothuss, 1805) besagt,da(3 in jedem Mol e k ül eines Elektrolyts das elektropositive Ion (Kation)und das elektronegative Ion (Anion) sich trennen, sobald der elektrische Stromhindurchgeht (na~enius' neuerer Ansicht herrscht von vornherein injedem~~J~!U.~9ill~i~ch"e Trennung, Dis.§g#i

Digitale Bibliothek Braunschweig206 14. Galvanismus.rl ih~~LQIt{)llliselle~ Aquiva.leIltß:ewicht~. (Aquivi1:~en~gewicht ~ Atomß'ewicht, divi­\\ dlert durch dIe WertIgKeIt oder Valenz; AqUlvalentgewlChte sllld also: fürt 'Vasserstoff (einwertig) = H = 1 g; für Chlor (einwertig) = Cl = 35,5 g; fürJ) Sauerstoff (zweiwertig) = ~ = 8 g; für Stickstoff (dreiwertig) = ~ = ~4 gusw.)Wärme· und Lichtwirkungen des elektrischen Stroms. Wennzwisc!ie'il'~die-Pole -ciii:esgmvaii1Schen Elements bzw. einer Batterieein Metalldraht gespannt wird, so daß der elektrische Strom ihndurchfließt, so findet eine E J;:-FJ!.XlJ11l11g,,9celLDr1!:htes statt, die sichbis zum Glühen und Schmelzen steigern kann, wenn der Draht\dünn genug'-fst. l

Digitale Bibliothek Braunschweig14. Galvanismus. 207Mit Hilfe der auf diese vVeise erzeugten gewaltigen Wärme kann man 1schwer schmelzbare Metalle aneinander löten oder schweiEen (elektrischesSchweiE~l!1l!~~n); und zwar entweder dir!,kt., ind~m dieoetre:fl:eiiaenMetalTstücke selbst als Elektroden dienen, oder m(hrekt, mdem der zWIschenKohlenstäben erzeugte Flammenbogen als beweglicher Stromleiter (vgl. S. 220u. 222) mittels eines Magnets auf das Metall gelenkt wird.Die elektrischen Lampen. Abb.132 zeigt eine elektrische Glüh-1 a m pe, Abb. 134 die Einrichtung einer eIe k trischen Bog enla m pe. Die inden Glühlampen befindlichen Kohlenfäden werden auf die vVeise hergestellt, daEman Zellulosefäden, die in Kohlenpulver eingebettet werden, unter LuftabschluE(in sogenannten Muffeln, d. h. feuerfesten Kästen) erhitzt. Die Metalldrähte oderbesser gesagt: Metall f ä den erhält man durch Pressung des Metall pul ver s.Ein so oder so entstandener Glühfaden wird mit seinen Enden an Drähtenaus Nickelstahl und Platin befestigt, die in die Glasbirne eingeschmolzen werden.Letztere muE luftleer gepumpt werden, weil in Luft bald eine Verbrennung bezw.Schmelzung des Fadens stattfinden würde. (Erfindung der Glühlampe durchEdison, 1879.) .. Da bei der Bogenlampe das übergehen des Lichtbogens zwischen denbelden aus Gas- oder Retortenkohle hergestellten Kohlenstäben in Luft erfolgt,findet eine fortgesetzte Verbrennung der Kohlenstäbe an den Spitzen statt, undes mUß, da hiermit die gegenseitige Entfernung der Spitzen zunehmen und infolgedessender Lichtbogen erlöschen würde, dafür gesorgt werden, daE dieKohlenstäbe in dem MaEe, wie sie sich abnutzen, fortdauernd einander genähertwerden. Dies geschieht durch den sogenannten Regulierungsmechanismus , dervon verschiedener Art sein kann. Hier sei nur e in System besprochen, das inder D iff eren ti a lla m pe von Siemens & Halske (konstruiert von He fn er vonAl teneck, 1879, Abb. 134) zur Anwendung gelangt ist.Bemerkt sei zuvor die beachtenswerte Tatsache, daE der galvanische (oderDavysche) Lichtbogen von beiden Kohlenstäbenden positiven Jitab oder die Anodestärker angrei~en negativen oder dieKathode, so daE jener eine kraterähnlich"Vertiefung erhält, während die durch denLichtbogen von der Anode fortgeführtenKohlenteilchen sich zum Teil an der Kathodein Form von kleinen Höckern wieder ansetzen.(Vg1. Abb.133.) Das Leuchten rührt dabeinur in geringem Grade von dem Lichtbogenßelbsther, vielmehr senden die Kohlenspitzen,die in lebhafte WeiEglut geraten, das Lichtaus, und zwar die positive Kohle in höheremMaEe, besonders der Krater derselben.In der Abb. 134 sind K , und K 2 diebei den Kohlenstäbe, und zwar K , der positive,K 2 der negative. (Die' positive Kohle muEsich oben befinden, damit das hau pt s ä c h­li c h von ihr ausgehende Licht nach untenfällt.) Ehe der auf der linken Seite der Abbildungin der Richtung des Pfeils eintretendepositive Strom zum positiven Kohlenstabe (K,)gelangt, wird er (bei A) in zwei Teile zerlegt,deren jeder eine von zwei übereinanderstehendenDrahtspulen (E und C) spiralförmigdurchläuft. Zwischen beiden Spulen befindetsich ein Zwischenraum; und in die Höhlungender Spulen ragt ein Stab aus weichem Eisen(DD') mit je einem seiner Enden hinein. In Abb. 134. Elektrische Bogenlampe.der Mitte des Eisenstabes ist ein um F drehbarerHebel EG befestigt, der bei G eine Hülse trägt, durch welche - aufundabschiebbar - ein mit einem Hemmungsstift H versehener Stab geht, derhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig14. Galvanismus.seinerseits durch Vermittlung eines weiteren Stabes bzw. Gestäbes die obere(positive) Kohle K , hält. Die untere (negative) Kohle K 2 stebt fest. - Derelektrische Strom kann nun von A aus zwei Wege einschlagen: 1. durch dieuntere Spule C nach F, G, durch das dort hängende Gestäbe· bis K , und, vonhier durch die Luft (im Lichtbogen) zu K 2 übergehend, durch die Drahtleitung p q r 8zur Stromquelle zurück oder zu einer folgenden Bogenlampe; 2. durch dieobere Spule B, von hier herunter nach p und auf dem Wege p q r s ebenfalls zurStromquelle zurück oder zu einer folgenden Lampe. Der erste Weg wird alsHauptschlieEung, der zweite als Nebenschliel.iung bezeichnet. Da die Drahtwicklungder oberen Spule (B) me h l' Windungen besitzt als die der unteren Spule(0), so bietet die Nebenschliel.iung dem Strome einen gröEeren Widerstand darals die HauptschlieEung. (V gl. über elektrische Widerstände den Abschnitt"Magnetische Wirkungen des elektrischen Stroms".) Da nun (wie im Kapitel 15besprochen werden wird) eine von einem elektrischen Strom durchflossene Drahtspiraledie Eigenschaften eines Magnets annimmt sowie einen in ihrem Innern.befindlichen Eisenstab magnetisch macht, so werden (bei geeigneter Anordnungder Drahtwindungen von Bund 0) .die beiden Hälften des Eisenstabes DD' vonden bei den Spulen in entgegengesetzten Richtungen angezogen, so daß dieD i ff e l' e n zder anziehenden Kräfte der Spulen wirksam ist (daher der Name"Differentiallampe").Denken wir uns nun, daE die Kohlenspitzen voneinander getrennt sind, sodurchläuft der elektrische Strom nicht die HauptschlieEung, sondern er schlägtden Weg von A durch die Spirale B und über p q r 8 usw. ein. Da nun B vomStrom durchflossen wird, erfährt der Eisenstab DD' eine Anziehung und geht indie Höhe. Infolgedessen bewegt sich das rechte Ende G des Hebels EG nachun ten, und da somit das die obere Kohle K , tragende Gestäbe nicht mehrdurch den Hemmungsstift H gehalten wird, senkt sich dasselbe, und die KohleK, kommt mit K 2 in Berührung. Jetzt ist die Leitung in der Haupt".schließung geschlossen (von A aus durch 0, FG, K ,-K 2 , pqrs usf.), undder Strom geht, da der Widerstand in der HauptschlieEung geringer ist als inder NebenschlieEung, durch die Hauptschließung. Die Folge davonist, daE die Kohlenspitzen sich entzünden. Gleichzeitig aber wird derEisenstab DD' seitens der Spirale 0 nach unten gezogen, der Hebel geht infolgedessenbei G in die Höhe und hebt die Kohle K ,. Durch die eintretendeEntfernung der beiden Kohlenstäbe wird der Widerstand des Li eh t bog e 11 Svermehrt; hierdurch wiederum nimmt die Anziehung der Spirale B auf denEisenstab DD' zu usw., bis sich bei einem bestimmten Widerstande des Lichtbogensdie von Bund C (auf DD') ausgeübten Anziehungskräfte das Gleichgewichthalten. 'Venn nun auch die Kohlenstäbe langsam abbrennen, so stelltsich doch immer wieder von selbst die gleiche Länge des Lichtbogens her; dennsowie diese Länge zu gron werden sollte, wird der Strom in. 0 geschwächt, inB verstärkt, DD' geht in die Höhe, G nach unten, nnd der Kohlenstab K, senktsich und nähert sich K 2 • Wird umgekehrt die Lichtbogenlänge zu gering, sogeht D D' nach unten, G in die Höhe, und die Kohle K, wird (durch Vermittluqgdes Hemmungsstiftes H) emporgehoben. Wird endlich im Stromkreis au ß erhaIb der Lampe die Stromstärke verändert, so bringt dies in der Lampe keineVeränderung hervor, weil sich alsdann in beiden Drahtspiralen Bund 0 dieStromstärke im gleichen Verhältnis ändert.Eine grone Schwierigkeit, die der Einführung des elektrischen Lichts inden praktischen Gebrauch lange Zeit hinderlich im Wege stand, bildete dieTeilung des elektrischen Stroms. Eine solche ist notwendig, da, wennmehrere Lampen von einer Licht-Maschine (elektrisches Licht erzeugendenMaschine, z. B. einer galvanischen Batterie oder einer Dynamomaschine - sieheKap. 15) gespeist werden, die verschiedenen Lampen sich gegenseitig beeinflussenund stören. Um dies zu vermeiden, ist eben einRegulierungsmechanismusvonnöten - wie er bei der Bogenlampe bescbrieben wurde - von der Art,daE die in dem System Lampe-Regulierungsmechanismus herrschende Stromstärkeul1abhängig ist von den Vorgängen in den übrigen Lampen. Diesgeschieht, wie im beschriebenen Beispiel, auf die Weise, daE man den Strom an~iner Stelle (a in Abb. 135, A in Abb. 134) in zwei Teile zerlegt, die sich in b(p in Abb. 134) wieder zu einem Strom vereinigen, und in den einen dieserhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig14. Galvanismus. 209Teile (L,) die elektrische Lampe, in den andern (R,) den zugehörigen Regulierungsmechanismuseinschaltet. Die gleiche Teilung findet vor einer zweitenLampe (bei c) statt usf.Nach den Kirchhoffschen Gesetzen der Stromverzweigung istdann die Summe der Stromstärken in L, und B, gleich der Gesamt-Stromstärkein der ungeteilten Leitung von der ElektrizitätsquelleQ bis a, und die Stromstärke in dem Stückder Leitung von b bis c ist wiederum diesel' Summegleich. ~omit tritt der Strom aus dem Endpunkte derVerzwfllgung b unverändert heraus, und die in L 2eingeschaltete Lampe steht nicht unter dem Einflufider Vorgänge in der Lampe in L, bzw. im Verzweigungsgebietvon abis b. In gleicher 'Weiseerscheint der elektrische Strom am Endpunkte derzweiten Verzweigung (d) unverändert- usf. R, undL, stehen nun - wie es im Beispiel der Bogenlampeerörtert wurde - in der Beziehung zueinander, dafi Abb. 135. Teilung des elektrowenn die Lampe in L, in ihrer Tätigkeit nachläfit;Stroms.durch den Regulierungsmechanismus in BI dieseTätigkeit gehoben wird und umgekehrt, so dafi eine möglichst gleichmäfiigeFunktionierung der Lampe gesichert ist.Das sogenannte B ~J!L~!:Jd.L5JUJB rem er, 1900) ist elektrisches Bogenlicht,das dadurch zu hellerem Leuchten gebracht wird, dafi d~! ~ohle fremde Stoffe, \vor allem Calciumsalze z,ugesetzt werden. Ein weiterer "Vorzug der Bremer- I.Lampe bestellraarm, '''mtJrTl1FmeReguliervorrichtung fehlt. Jeder Pol besteht auszwei Kohlenstiften, die, von oben her unter einem spitzen Winkel zusammenstoßend,durch ihr Eigengewicht bis zur Berührungsstelle herunierrutschen, so dafidiese immer am gIeiclieri.-criflJreibt, wenn sich auch die Llrti1i"trerflinzelnenKohlen infolge des Abbrennens vermindert. Beide Pol e stehen nun nahezurechtwinklig derart zueinander, daE der Lichtbogen zwischen ihnen horizontalliegt und seitens des die Kohlen durchfliefienden Stroms eine Abltmkung nachnnten erfährt, infolge deren er sich fächerartig ausbreitet. - Das Bremer-Lichtist blendend und gel b, während das gewöhnliche Bogenlicht eine bläulichvioletteFärbung besitzt und dadurch reiner weifi erscheint.In der N ernst-La~e passiert der Strom einen in Luft (nicht im luftleerenRaum) Oelindlichen Glühkörper, der ein Gemisch verschie~e('\'1Jll'M'agfiesium, Cer, Thorium, Yttrium usw.) ist, welche als feste Elekt.ro..1J:te(oder feste Leiter zweiter Klasse) bezeichnet werden. Die Mofe'Küle"CreTseTIlen zersetzensich durch den Strom in Sauerstoff und das betreffende Metall, das sich aberalsbald wieder mit dem Sauerstoff der Luft zu dem Oxyd verbindet, d. h. verbrennt,wodurch der Leuchteffekt hervorgebracht wird. Notwendig ist es beiIngebrauchsetzung einer Nernst-Lampe, dafi der Glühkörper vorgewärmt wird,damit sein Widerstand herabgemindert wird und der Strom ihn passiert. DiesV onvärmen geschieht entweder durch ein brennendes Streichholz oder durch einebesondere selbsttätige Einrichtung der Lampe, die aber deren Herstellungverteuert. Der Glühkörper mUß nach einiger Zeit erneuert werden, da allmählicheine molekulare Veränderung des Mat81'ials eintritt. Das Licht derN ernst-Lil;:upe ähn~.!E_ß_e!!Ll'llKesli!iht.Die elektrische Entladung in atmosphärischer Luft und in verdünntenGasen. Eigenartige Erscheinungen bietet der Durchgang der Elektrizität durchverdUnnte Luft oder andere im verdünnten Zustande befindliche Gase dar. Umdiese Erscheinungen zu verstehen, ist es notwendig, zuvor die Art der elektrischenEntladung in gewöhnlicher atmosphärischer Luft genauer ins Auge zu fassen.Da atmosphärische Luft im trockenen Zustande ein Isolator ist, so geht innerhalbderselben die Elektrizität zwischen zwei entgegengesetzt elektrischen Metallkugelnnicht einfach über, sondern die Elektrizitäten sammeln sich in (bzw.auf) den Metallkugeln - den Konduktorkugeln oder Elektroden -an, bis ihre Spannung so grofi geworden ist, dafi das Dielektrikum Luft gewaltsamdurchschlagen wird: es tritt ein elektrischer Funke auf. Je nach derGröfie der elektrischen Spannung und der Entfernung der Elektroden folgenSchule der Pharmazie. Irr. 4. Auf). 14http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig210 14. Galvanismus.die elektrischen Entladungsfunken schneller oder langsamer aufeinander und sindschwächer oder stärker. Der in der Luft befindliche, von elektrischen Funkendurchschlagene Raum zwischen den beiden Elektroden wird Funkenstreckegenannt. Diese Funkenstrecke tritt bei geeigneter kleiner Entfernung derElektroden auch auf, wenn dieselben nicht kugelförmig, sondern spitz endigen.Die Speisung der Elektroden mit Elektrizitilt kann sowohl durch den galvanischenStrom wie durch eine Influenzmaschine oder auch durch eine Reibungsmaschineerfolgen. Die Fa I' b e cl ll,lL~l.~ld I' i s c h e n Fun k e n. ~ (ebenso wie die des\ Blitzes) ist bläullch-weiE. _ Wenn .bei der elektrischen StraEenbahn infolge einerUnterbrechung aes KonTaktes zWIschen der Kontaktstange unff 'o.em Leitungsdrahtbisweilen grüne Funken auftreten, so beruht dies auf einer Flammenfärbung,die v

Digitale Bibliothek Braunschweig14. Galvanismus. 211leuchtenden, eiförmigen Lichtrnasse : des "elektrischen Eies" (Abb. 136 b), in dasabermals von den Elektroden aus etwas hellere Lichtstiele hineinragen, undzwar wiederum von der Anode aus der längere.Die schon S. 181 erwähnte Büschelentladung wird aufs beste sichtbar, wennman zwischen beide Elektroden eine Metallplatte hält (Abb. 136 c); von derAnode geht dann ein groEer, weit ausgebreiteter, schwach leuchtender Lichtbüschelaus, von der Kathode dagegen nur ein sehr kurzer, eng zusammengezogener,als leuchtender Punkt oder Stern zu bezeichnender Lichtbüschel.Wie bereits erwähnt, ist verdünnte Luft (und verdünnte Gase allgemein)leitend. Der elektrische Funke sucht sich daher bei größerem Abstande derElektroden, in welchem Falle die Luft zwischen denselben verschiedene Beschaffenheitder Dichtigkeit und der Feuchtigkeit besitzt (und auch fe u c h t eLuft leitet besser als trockene), diejenigen Stellen des Dielektrikums aus, dieam besten leiten, die er also am schnellsten durcheilen kann; daher seine alsdannbaumzweigähnlich hin- und hergebogene Gestalt, die sich auch beim Blitz,der unge na U e rw eise als Zickzackblitz bezeichnet wird, wiederfindet. (V gl.S. 192).Pumpt man nun aus Glasröhren die Luft aus, so daE eine - nicht zu weitgehende - Luftverdünnung darin hergestellt wird, oder stellt man Glasröhren mitan deren verdünnten Gasen her und läEt zwischen zwei in die Enden solcher Glasröhreneingeschmolzenen Platin drähten eine elektrische Entladung (sei es die einerInfluenzmaschine oder diejenige einer galvanischen Batterie) übergehen, so zeigtsich wegen der Leitungsfähigkeit des Röhreninhalts Il:eine Funkenbildung -ebensowenig wie beim elektrischen Ei; sondern es findet der Ausgleich der entgegengesetztenElektrizitäten in Gestalt einer nahezu das ganze Innere der Entladungsröhreerfüllenden, mäEig hellen Lichtrnasse statt, die (im Falle derRöhreninhalt verdünnte Lu f t ist) auf der Kathodenseite bläulich-violett, auf 1der Anodenseite rötlich-gelb aussieht. . . ~-Derä";tige"'lWllreü' hmtiEm Gei ~L!.U ~~:!!~l1Ji h r~ n. Sie sind von den spät~r(Kap. 16) zu besprechenden CrooKesschen odei'1tlttorfschen Röhren SOWIeder R ö nt gen - R öhr e n zu unterscheiden, in denen die Luftverdünnung beträchtlichweiter, nämlich unter 1 mmSpannung oder Druck'getriebenist und wo neue Phänomene sichgeltend machen.Den bei der elektrischenEntladung in GeiElerschen Röhrensich darbietenden Erscheinungenaber soll nunmehr näherAbb. 137. Geif11ersehe Röhre.getreten werden. In Abb. 137ist der bei A eingeschmolzene Platindraht die Anode, der bei K die Kathode.Das in der Nähe von A befindliche Ansatzrohr dient zum Auspumpen der Luft.Nach erfolgtem Auspumpen wird es zugeschmolzen. Die Pfeile geben dieRichtung an, welche die po si ti v e Elektrizität einschlägt.. Das AnodenlicJ!t .bßsteht aus abwe~eln(L.~le!:,!l~ und dunkl~!lm, qu~r- \hegenden SCIiichten, dIe der Kathode zugewölbt smd una n~selben hmwogen.Von besonderer ·Wichtigkeit ist es, daE das Anodenlicht bedeutendweiter ausgedehnt ist als das Kathodenlicht und daE sich aazwlschen (bei T)einaunk"ler 'I'rennungsraum befindet. Damit tritt die Entladung inGeiElerschen Rohren durchausaer zuvor beschriebenen elektrischen Entladungin atmosphärischer Luft an die Seite. Der dunkle Raum ist die Vereinigungsstelleder positiven und der negativen Elektrizität; und wiederum eilt di~ + E der-E mit größerer Geschwindigkeit entgegen, als es umgekehrt geschleht, undder 'I'reffpunkt bei der liegt näher der Kathode.Wlihlt man als Inhalt der Gei1.ilerschen Röhren andere Gase als die Luft,so sind die Lichterscheinungen, die ihren wese~tlich.en Charakter beibehalt!,n,von anderer Farbe. Und wieder andere, manmgfaltIgere und aUßerordenthchschöne Farbenwirkungen werden bei Anwendung von GefäEen aus fluoreszierendenGlassorten erzielt, durch die man die elektrische Entladunggehen lä1.it.14*http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig212 14. Galvanismus.t1 ~~etisc~~!~J~!l~ des elektrischen Stroms. Es gibti zwei Arte:rlTer magnetlscnen Wirkung eines elektrischen[• oder galvanischen Stroms. Die eine derselben ist die Able~ku.!lK.. Jt~ __ Mjtgll~1Jl.adel aus ihrer durch den Einfluß der Erdebestimmten Lage. (Entdeckt durch Örsted, 1777-1851, zu Kopenhagenim Jahre 1820.) In welcher Weise die Ablenkung erfolgt,wird am besten durch die A m per e sehe Regel bestimmt, und zwarfür alle Fälle, mag die Nadel über, unter oder neben dem dengalvanischen Strom leitenden Draht sich befinden. Die Regel lautet:Denkt man sich indem positiven Strome mit demselben schwim-~ mend, so, daß das Gesicht der Mag. netnadel zugewendet ist, so wirdI, I das Nordende der Nadel nach links abgelenkt.t Die Nadel kehrt in ihre ursprüngliche, normale Lage erst zurück,wenn der Strom unterbrochen wird.Wird der Strom umgewendet, d. h. nimmt er - durch Vertauschungder Pol e der Batterie oder mittels Anwendung einessogenannten Kommutators oder Strom wenders - die entgegengesetzteRichtung im Drahte an, so schlägt das Nordende der Nadelnach der entgegengesetzten Seite aus wie zuvor.Da eine jede Magnetnadel unter dem richtenden Einfluß des Erdmagnetismussteht, so vermag ein elektrischer Strom, der durch eine mit der Richtungder erdmagnetischen Kraft, d. i. mit dem magnetischen Meridian, zusammenfallendeDrahtleitung fließt, die Nadel nie h t v ö II i g sen kr e eh t zu seinereigenen Richtung (der Stromrichtung) zu stellen, sondern ans beiden Kräften:der Kraft desStromes und der des Erdmagnetismus ergibtsich eine Resultierende, welche die Nadel so stellt, daßS '"~ sie einen spitzen Winkel mit der Drahtleitung bildet.+~ Um den Einfluß des Erdmagnetismus möglichst ausn- S zuschließen, kann man die einfache Magnetnadel durch) - . eine sogenannte ast a ti s c h eN..-&.d.,eJ. ersetzen. (Abb.138.)Abb.138. Ast~tl~cheNadel Dieselbe bestehtaus-Zwell\1'agnetnadeln von nahezumit MultIplIkator. g I . h . h K f d' d h' k 1CIC er magnebsc er ra t, . le urc emen sen rec 'ltenQuerstab demrtig miteinander verbunden sind, daß sie parallel stehen, aber ihregleichnamigen Pole entgegengesetzte Lage haben. Bei dieser Beschaffenheitder Nadeln heben sich ihre Magnetismen nahezu auf, und die richtende Wirkungder Erde auf das Nadelpaar ist äUßerst gering, so daß ein elektrischer Strom,der an dem System, parallel der Längsrichtung der NHdeln, vorbeifließt, nachhaltigerrichtend damuf wirken kann, weil sein EinflUß sich dann auf diejenigeNadel erstreckt, deren Magnetismus den der audern um ein weniges überwiegt.Die Grö~..A!!l\}QJs.u~ der Magnetnadel durch den elektr.ischenStrom hängt nach eine ... m. b. esti.m. mten Gesetz von clgr ~tr~\ stärke ab, so daß sie zur Messung der letzteren benutzt werden\kann. (Tangentenbussole; P oTrmeT;-'I83 7.)Der Einfluß sc h w ach e l' elektrischer Ströme auf die Magnetnadel wirdverstärkt, wenn man den den Strom leitenden Draht in möglichst zahlreichenWindungen um die Nadel herumführt. Dies geschieht im Multiplikator.(Schweigger, 1820 und Poggendorff, 1821; vgl. Abb.138.) Die verschiedenenDrahtwindungen sind der Isolierung halber mit Seide umsponnen. DieDrahtstücke zwischen den Nadeln wirken (nach der Ampereschen Regel) aufbeide Nadeln im gleichen Sinne ablenkend und desgleichen die Drahtstückeunter der u nt e I' e n Nadel auf die s e. Der Multiplikator wird als Strommesserauch Galvanometer genannt. (Vgl. Abb. 139, S. 217 u. Abb. 145, S.225.),lj'lektrischer Wid~§tand~ J edel' ga~van~sche Strom ~rleidet eine ~ewisseSchwäcIiung, wenn er eme LeItung - dIe dIe Pole verbmdenden Drahte -http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig14. Galvanisnws. 213durchläl~ft: ~~_!~.}y~i,'!L!U's,l!,Lll d: Bei gleich~m Quers!"hnit.t der ~eitendenDrähte 1st dIeser WliIerstana der L ä n ge I!IQIl9X!I.2!!J!;!,_ bel gleICher Länge derGr Öfie -.2e s, Qu.er:~ .. ~.h_l1.~~!:; k ilhrLErQflQfho!!~.l. . Von der Gestal tdesQii8rscIlmtts 1st er unabhängig, aagegen noch ihl1angIl; von Jier Te m IL~'r ~ sowie der Sub s tanz der leitenden Drähte. 'Bezüghch (cer TemperaturgIlt, dafi die elektrISChe L~t'W1s~~igtei! der l\l~.L!!ll..e mi!.2~t e i g ~ d e..! \Temperatur a bnimmt, der 1 ers an ralsO zun 1m mt, w1t1ii'ilrid dervVierersräIiCf'"CIer Elelrtrolrte mit steigender Temperatur abnimm t. (Vgl.die Nernstlampe;-S::ID9TlInlSieIl]\:raft und dem Widerstaude gibt das 0 h mscheGesetz (1826) Auskunft. Nach demselben ist die Stromstärkeder Summe aller in der Kette wirksamen elektromotorischenKräfte direkt, der Summe aller Leitungswiderstände umgekehrtproportional:EJ= W (1).Elektrische und magnetische lUa13e. Die eIe k tri sc h e n M a fi e scheidetman in die elektrostatischen und die elektromagnetischen. Ersteredienen zur Messung statischer oder ruhender Elektrizität, letztere zur Messungströmender Elektrizität (elektrischer Ströme). Von den eIe k t r 0 s tat i s c h e nManen ist bereits S. 181 die Rede gewesen.Als elektrostatische Einheit (Einheit der Elektrizitätsmenge) wurde rdie je ni ge Elektrizitätsmenge oder -ladung definiert, (.I.ie .auf eine gleich gro.ße,in der Entfernung 1 cm befindliche Menge eine Kraft yon 1 Dyn ausübt.Hiernach übt die Elektrizitätsmenge '1 auf eine Einheit der Elektrizitätsmeugein 1 cm Entfernung eine Kraft = q Dyn aus; und die Elektrizitätsmengen'1 und '1' üben in l' cm Entfernung die Kraftf=~Dyn (2)r 2aufeinander aus, da nach Coulomb die elektrische Kraft proportinal demQuadrat der E~utfernung abnimmt (1788). Sind beide Elektrizit1itRmengen '1 und '1'gleichartig, so ist! EOs{t2..v und bedeutet die ab s t ° fi e n cl e Kraft; sind dieElektrizitäte~ unglmc ,laI I~, so ist f negativ uud becreuteraie a~.~"L~):_~ß eKraft. 'VIrd '1 = '1, so 1st: ---~". . ,'1/=-1_- 2und: q=rv! (3).Da die vOTstehend definierte elektrostatische Einheit sehr klein ist,. wirdstatt ihrer meist eine andere gebraucht, die 3. 10" oder 3000 Millionen mal soß'rofi ist. Eine derartige Elektrizitätsmenge heifit ein .Q o_llL()J.n b;· d!eselbe mUß111 der Sekunde durch den Querschnitt eines elektrisc11en StromleIters gehen,um 1/10 der absoluten elektromagnetischen Einheit (oder 1 Ampere)zu erzeugen.Da die el ek tro magnet i s c h e n Maße sich auf die m agne t iscl: enM a fi e stützen, so mUß zum Verständnis der ersteren zunächst kurz auf· dIeseeingegangen werden.Ihttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek BraunschweigI :.. 214 14. Galvanismus.Nach dem C.G.S.-System ist die Einheit des Magnetismus diejenigeMenge desselben, die auf eine gleich große. in der Entfernung 1 cm befindlicheMenge eine Kraft von 1 Dyn ausübt. Sie wird ein Gau ß genannt. Z,veimagnetische Teilchen ziehen sich mit einer Kraft an, die-gleich ist dem Produktder Mengen ihres Magnetismus, dividiert durch das Quadrat ihrer Entfernung.(Coulomb, 1784, vgl. S. 196.) Als das ma~tische Moment eines Magnetsbezeichnet man das Produkt aus der Menge seines Nordmagnetismus und demAbstand seiner Pole. Hiernach kommt die Einheit des magnetischenMo m e nt s einem Magnet zu, dessen Pole 1 cm voneinander entfernt sind undbei dem die Menge des Magnetismus in jedem PoIl Gauß beträgt.Unter der ab sol u t.e n eIe k tro m agne ti s c he n Einh e i t (E.M.E) verstehtman nun diejenige S tr 0 mill!' k e, welche, einen Stromleiter von 1 cm\ Länge durchfließend, auf liine 1 cm eiitfernte magnetische E.in .. h. eit .. eine ablenkendeKraft von 1 Dyn l1usübt. (W. Web er, ] 842.) Der zehn!J'! ... TSlil dieserEinheit, dessen man sich bei der praktischen Anwendung gewöhnlich bedient,da die volle Einheit zu groß ist, heHH, wie a. vor. S. erwähnt, ein &7~J1.~Als elektrochemische Einheit der Stromstärke oder JacobischcEin hei t wird derjenige Strom bezeichnet, der beim Durchgang durch angesäuertes\Vasser in einer Minute 1 ccm Knallgas von 00 C und 760 mm Quecksilberdruckliefert.Da 1 Ampere in einer Minute 10,54 ccm Knallgas liefert, so be t r ä g t1 Ampere rund 10 Jakobische Einheiten. (Ferner wird ein Ampere auchdargestellt durch den unveränderten elektrischen Strom, der beim Durchgangdurch eine wässrige Lösung von Silbernitrat in einer Sekunde 0,001118 g Silberniederschlägt.)Einheit des Widerstan.des ist das Ohm. Man versteht darunter denWiderstand emes ""QuecksIiberfade;s-'von'Tqmm,wQuerschnitt und 106,3 cm oder\ rund 1 m Länge bei 0 0 Ci die Masse dieses Quecksilberfadens ist = 14,4521 g.1 Million Ohm = 1 Megohm; 1 Milliontel Ohm = 1 Mikrohm.Als Einheit der elektromotorischen Kraft (Einheit der Spannungoder Potentialdifferenz) wird hiernach diejenige elektromotorischeKraft angesehen, die in einem Stromkreise von LQll.Ill Ges~Jlltwiderstand dieStromstärke von 1.AmEere erzeugt. Man nennt diese eIektromotorische Krafteip. .. YQ!t. Sie isCseIlr -lläIiegTeich derjenigen eines Daniellschen Elements:-'1 Daniel1 = 1,1 Volt. Die elektromotorische Kraft eines Leclanch8·Elementsist = 1,5 Volt, eines Bunsen-Elements = 1,9 Volt, einer Akkumulator-Zelle= 2 Volt. Der Draht, welcher einer Glühlampe den elektrischen Strom zuführt,hat bei den Berliner Elektrizitätswerken einen Zustand von 110 Volt, der Leitungsdrahtder elektrischen Straßenbahnen ungefähr 500 Volt.Da nach dem Ohmschen Gesetz (Formel 1, S. 213) die Stromstärke derSumme der elektromotorischen Kräfte direkt, der Summe der Widerstände (Leitungswiderstände)umgekehrt proportional ist, so folgt:.'\/ ,1 Volt" 1 Ampere = 1 Ohm'\Venn man sich den elektrischen Strom unter dem Bilde einer in einemschräg abwärts gerichteten FlUßbett sich fortbewegenden wirklichen Flüssigkeitvorstellt, so hat man ein Ampere als die Me n g e der sich fortbewegenden Flüssigkeitund ein Volt als die Ge fäll h ö h e der Flüssigkeit, die dem D ru c kderselben proportional ist, anzusehen.Als ein F ara d bezeichnet man (im praktischen Maßsystem) die Kapazitäteines Kondensators (vgl. S. 199 u. 219), auf dessen innerer Belegung eineElektrizitätsmenge von 1 Coulomb ein Potential von 1 Volt erzeugt, wenn dieäUßere Belegung zur Erde abgeleitet ist. Da 1 Volt = 1/300 der elektrostatischenEinheit des Po te n ti als und 1 Coulomb = 3 . 109 mal der elektrostatischen Einheitder Elektrizitätsmenge ist, so ergibt sich 1 Farad =3 .109: 1 /300= 9 . 10 11 ab sol u t e n Kapazitätseinheiten. Da diese Größe zu bedeutend ist,bedient man sich zu Mafibestimmungen meist des millionten Teils eines Farad,der ein Mikrofarad genannt wird.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig14. Galvanismus. 215Zur Messung der StrQQ.1stärke im praktischen Leben dienen mäEig empfindlicheGa.lv.anometer, deren Skala direkt in Ampere eingetei.lt ist; sie heiEen INAmpel' eme tel'. 1\Ap[Ht'rare~-die zur Messung der elektrischen S pa nn u n g dienen, werden.als Vol tmeter bezeichnet (nicht zu verwechseln fi'llt«aemJacobischen Volta- 'meter, s: 2'ö5'i. Sie sind wie ein Amperemeter von hohem 'Viclerstande gebaut,{ler bekannt sein muE (W), so daß sich bei einer bestimmten gemessenen Stromstärke(J) die Spannung (oder elektromotorische Kraft) E nach Formel (1) S. 213= J. Wergibt. Die äuEere Einrichtung des Apparats ist derart, daß diesesProdukt unmittelbar an der Skala angegeben ist.Elektrische Arbeit. Denken wir uns einen von einem elektrischen Strom{lurchflossenen Leitungsdraht, innerhalb dessen die Stromstärke J (in Ampere gemessen)und an dessen Enden die von den elektromotorischen Kräften des Strom­-erzeugers (der Batterie) gelieferten elektrischen Spannungen oder Potentiale VIund V 2 (in Volt gemessen) herrschen, so gibt J die Zahl der Elektrizitätseinheitenan, welche in der Sekunde von V, nach V 2 übergehen, und es istJ (VI - V 2 ) • t die hierbei in der Zeit t von der Elektrizität geleistete Arbe i t,was sich auf folgende 'Veise ergibt:Ebenso wie die elektrischen Kräfte Arbeit zu I eis te n vermögen, weswegensie als eine Form der Energie anzusehen sind, ist umgekehrt eine gewisseArbeit erforderlich, um einen Körper elektrisch zu l:;tden, oder mit andernWorten: um ihm Energie in der Form der Elektrizität zuzuführen. Unter demPotential eines Punktes eines Leiters ist diejenige Arbeit zu verstehen, welchenötig ist, nm - allen wirkenden Kräften entgegen - 1 Coulomb an den betreffendenPnnkt zn bringen, und zwar von einer Stelle her, wo das Potential INull ist, d. h. aus dem Unendlichen. Um statt ein e s Coulomb 2, 3, 4 usw. /.auf den Leiter ZU bringen, mUß die 2-, 3-, 4-fache Arbeit geleistet werden. Hat ..also ein Punkt ein gewisses Potential und wird eine bestimmte Elektrizitätsmenge Ian ihn gebracht, so ist die dazu erforderliche Arbeit proportional dem Produkt.aus dem Potential und der zugeführten Elektrizitätsmenge, und es ist a13dann{ler Punkt der Tl' ä gel' einer derartigen Energie. Da nun die Elektrizitätsmengenin Coulomb, die Potentiale in Volt gemessen werden, so ist die Arbeit, die ein-elektrisch gemachter Leiter leisten kann, bzw. die in ihm steckende Energie, \{lurch die MafigröEe Volt X Coulomb oder kurz Volt-Coulomb auszudrücken.Um diese MaEgröfie in Harmonie mit der Einheit ([er mechanischen Arbeit= 1 Kilogramm-Meter (v gl. S. 42) zu bringen, hat man ein Volt (= 1 AmpereX 1 Ohm, vgl. S. 214) so gewählt, daE1 Volt-Coulomb = ~ Kilogramm-Meter9ist, worin 9 die Maßzahl der Erdschwere = 9,81 bedeutet.Geht nun durch einen Leiter ein elektrischer Strom uud besitzt der Leiter.an seinen Enden y e l' sc h i e den e Potentiale, so daE pine gewisse Anzahl Coulombim Verlaufe des Stromes von einem höheren auf ein niedrigeres Potential f 1i 11 t,so ist die dabei frei werdende Arbeit gleich der Anzahl der Coulomb mal derDifferenz der Volt (Lias Produkt gemessen in Volt-Coulomb).Da in einem dauernd flieEenden Strome in j e dem Z e i t t eil c he n, z. B.in jeder Se k un cl e, eine gewisse Anzahl Coulomb abfließt, so ist die i nn er hai h-e in erb e s tim m t e n Z e i t frei werdende Arbeit der Anzahl der Sekundenproportional; und da die in 1 Sekunde abfließende Anzahl Coulomb nach denobigen Definitionen nichts anderes als die in Am per e gemessene S t rom s t ä l' k eist, so ergibt sich die. in t Sekunden von dem elektrischen Strom geleisteteArbeit gleich der Stromstärke in Ampere mal der Differenz der Volt mal t,.also = J( VI - V 2 ) t. .Der Arbeits-E f f e k t, d. h. die in der Z ei t ein h ei t = 1 Sekunde gel81steteArbeit (vgl. S. 43) ist hiernach=J(V 1 - V 2 ), gemessen in Volt-Ampere; und es\ist, wie die Definitionen gewählt sind, ~_'y_O~!:~~J'.~~_ß'!!.':~}!,L:::LJYJl:.!t_U;L12J..Joulesches Gesetz. Wenn die durch den Ausdruck J( VI - Va) t dargestellteArbeit eines Stromleiters ganz in demselben verbleibt, ohne nach auEenin Wirksamkeit zu treten, so wir d sie in W ä l' mev ~:...'.v.!:.~ dei t, die derhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig216 14. Galvanismus.Arbeit ä q u i val e n t ist (vgl. Kapitel 11, Abschnitt "Mechanisches 'Wärmeäquivalent"u. f.). Bezeichnet man die so erzeugte vViirmemenge mit Wundwählt als Einheit für dieselbe eine der Arbeitseinheit äquivalente Menge, so gilt:J (V, - V 2 ) t = W (1).Bezeichnet man ferner den elektrischen Widerstand des Stromleiters mit Rso ist nach dem Ohmsehen Gesetz (S. 213):v- V 2J = 1 Rund: V, - V 2 = J. R.Setzt man den vorstehenden Wert von J in die Gleichung (1) ein, so folgt:(V, - V2)2 • t = W (2).RSubstituiert man dagegen den vVert von V, - V 2 durch J. R, so ergibtsich:(3).Diese Gleichung wird als das J 0 u I e sehe ~z bezeichnet. Die Gleichungen(1) und (2) sind gleichbedeutellae Ausdrücke desselben. Joule fand dasGesetz in der Form (3) auf experimentellem Wege (1841). In Worten lautet es,gemäß der Gleichung (3):Die d nrch einen elektrischen Strom in einem Stromleiter erzeugteWärme ist proportional dem Quadrat der Stromstärke,\dem "\IV i der s t a n d e des Lei te l' s und der Z e i t da u erd e s S tr 0 m s.KurzschlJ!1i..., Durchläuft bei irgend einer elektrischen Stromanlage derStrom nicht den ganzen vorgesehenen vVeg aUßerhalb der elektrischen Kraftquelle- durch Leitungsdrähte und etwa eine Anzahl elektrischer Lampen -,sondern findet zwischen zwei den Polen der Kraftquelle näh e l' gel e g en e nStellen des Stromweges, in denen die Stromrichtungen einander entgegengesetztsind, eine Verbindung statt (z. R durch unmittelbare Berührung der Drähte,deren U mwicklung schadhaft geworden ist, durch den menschlichen Körper odereinen anderen leitenden Stoff), so daß der Strom den näheren vVeg einsch I ä g t, so wird dieser Vorgang als Kur z s chi u n bezeichnet. Da dann inder kürzer gewordenen Leitung der W i d e rs t a n d geringer ist, erfolgt einmomentanes Anwachsen der Stromstärke, und es kann ein Durchbrennen oderSchmelzen des Leitungsdrahtes eintreten, ein entzündlicher Gegenstand in Brandgeraten, der menschliche Körper Schaden erleiden oder schließlich die elAktrischeKraftquelle selbst zerstört werden, da sich der Strom mit größerer Stärke auf1 sie wirft, die jetzt einen heträchtlicheren Teil des Stromkreises darstellt alsI zuvor. Eine V orkehrnng, durch die solche bei Kurzschlufi eintretenden Unfälle\ bis zu einem gewissel1 Grade verhÜtet werden, ist die Si

Digitale Bibliothek Braunschweig14. Galvanismus. 217fließt, einer andern Drahtspirale, welche mit einem Galvanometerverbunden ist und die k ein Strom durchfließt, genähert wird, soentsteht in der zweiten Spirale ein elektrischer Strom, wie man andem Ausschlag der Galvanometernadel erkennt. Dieser Strom heißtIn d u k t ion s s t l' 0 m; seine Richtung ist der des erzeugenden Stroms~-=-=~:.:.:;::::":-~Abb. 139. Elektrisrhe Induktion.oder Hauptstroms entgegengesetzt. Er ist nur von kurzer Dauer.Aber beim Entfernen der ersten Spirale entsteht in der zweitenSpirale ab er mal s ein Induktionsstrom, der dem ersten Induktionsstromentgegen-, dem Hauptstrom also gleichgerichtet ist. (Abb. 139.)Die erste Spirale, welche der erzeugende Strom durchfließt,heißt Hauptspirale oder primäre Spirale, die zweite, in welcher \der induzierte Strom auftrift,--lieIßtNebenspirale oder sek~~J?:9:~~~ \Spirale.Die gleichen Induktionsströme, wie beschrieben, werden aucherzeugt, wenn man die Hauptspirale, be v 0 I' sie von einem galva·nischen Strom durchflossen wird, in die (größere) Nebenspiralehineinsteckt und dann in der Hauptspirale einen Strom entstehenund verschwinden läßt, was durch Schließen und Öffnen der mit deI'Hauptspirale verbundenen galvanischen Kette geschieht. Der durchSchließen der Kette in der Nebenspirale erzeugte Induktionsstromheißt Sch!l~l:1.!!g~strom (er ist de~~ind~!~~?den Strom e.ßtK~Kt;l!: Ig;esetzt), der durch Öffnen der Kette erzeugte Induktionsstrom heißt \Öff1llU\g§E-!!'Q?l (dieser ist de!!},j!!.

Digitale Bibliothek Braunschweig218 14. Galvanismus.~. . Ein \. ~ echse1strom übt keine ch~tp~g;c.hen Zersetzungs-Wirkungen aus und\ len~t di~Miignet~ nicht aO;WO,li!. Wjir ruft er - ebenso wie der Gleich­\ strom - Wärmew ngen hervor und vermag einen Eisenkern mag.J;1.lltisch zu'\machen (im speziellen: in die Spirale hineinzuziehen); vgl. :rtap:' r5~' s. '220.Der in Abb. 140 dargestellte, vom Mechaniker Ruhmkorff konstruierte,besonders zur Erzeugung kräftiger Funken dienende Induktionsapparat, Ruh m­korffscher Ind uktor oder Funke n i n d uk tor genannt, zeigt beiK, und K 2 zwei Klemmschrauben,an denen die den primären Strom(irgend einer Batterie) zu- bzw. ableitendenDrähte befestigt werden.Von ihnen aus geht der Stromdurch unterseits verlaufende Drähtenach Passierung des Stromunterbrecherszu der primären der beidenbei Sp befindlichen Spiralen, dieAbb.140. Ruhmkorffscher Induktor. zwecks Isolierung nach auEen miteiner Hartgummischale umgebensind. Aus dieser ragen die Klemmschrauben E, und E 2 heraus, zu denen von innenher die Drahtenden der sekundären Spirale führen. E, und E 2 stellen die Elektrodendar und können 1. wenn es sich um die Erzeug'ung kräftiger Funken handelt,zwei Messingstäbe aufnehmen, die mit isolierenden Handgriffen versehen sind undderen einer spitz zuläuft, während der andere mit einer angeschraubten Metallplatteendigt (vgl. die Abbildung); 2. können an ihnen, wenn der Stromweitergeführt werden und zu irgendwelchen sonstigen Zwecken Verwendungfinden soll, isolierte Leitungsdrähte befestigt werden, wie sie gleichfalls die Abbildungaufweist. .T' In der prl!'E!!~~~§.pirale, welche die inn81:,e von beide~ ist und ~.l1S.!Yflpjg~Jlld ung.~U'LßHWs_

Digitale Bibliothek Braunschweig14. Galvanismus. 219Extrastrom ist nun nach dem im vorigen Abschnitt Erörterten dem primärenStrom entgegengesetzt, schwächt ihn daher und läfit ihn nicht plötzlich inder gröfiten von ihm erreich baren Stärke auftreten. Der ÖffnUl:gs - Extrastromist dem primären Strom gleichgerichtet, verlängert also seme Dauerund läfit. ihn nicht plötzlich auf Null herabsinken. Da nun die Intensitätder in der s ek un där en Spirale auftretenden Induktionsströme wesentlich vonder Ge s ch w i n d i g k e i t des Entstehens und Verschwindens des induzierenden,stromes bedingt wird, so sind beide Extraströme der Entwicklung desInduktionsstromes in der sekundären Spirale schädlich; aberder Sc h li e fi u n g s - Extrastrom in h ö her e m Mafie, weil er erstens, wie gesagt,den in der sekundären Spirale entstehenden Schliefiungsstrom diTekt schwächtund zweitens vollständig zur Entwicklung ·kommen kann, da er in der primärenSpirale eine vollkommen geschlossene Leitung findet, während der Öffnungs­Extrastrom nur so lange andauern kann, als der Öffnungsfunke besteht, deran der Unterbrechungsstelle des primären Stromes auftritt. Somit mufi vonbeiden Induktionsströmen in der sekundären Spirale der Schliefiungsstromschwächer, der Öffnungsstrom intensiver sein, let;\terer aber wegen der geringerenDauer des Öffnungs-Extra stromes zugleich kürzer.~m die Intens~tät des Öffnungsstromes noch mehr zu verstärken, suchtman dIe Dauer des Öffnungsfunkens im primären S.t.r.o .. n. 1. m.ö.·g ... l.l.·c.hst zu verringern, tw~s durch die Einschaltung des Fizeauschen KQn.dEJ!}.s.ators (1853) !in denprImären Strom geschieht. Derselbe besteht aus einem gronen, zusammengefaltetenStück 'Wachstaffet, dessen beide Seiten mit Stanniol beklebt sind.Er ist in einem unter dem eigentlichen Induktionsapparat befindlichen Kasten(Abb. 140, Kd) eingeschlossen. Indem Sülh die beiden entgegengesetzten Elektrizitätendes Extrastroms, die sich im Öffnungsfunken auszugleichen streben,auf den Stanniolbelegungen des Kondensators gegenseitig binden, wird ihreSpannung an der Unterbrechungsstelle vermindert und damit die Dauer desFunkens verkürzt.Andere Stromunterbrecher als der beschriebene sind der Q u eck s i I b e r­u nt er bre c her und der W e hn e lt-U n t erb rech er; des letzteren Einrichtungberuht darauf, dafi die Erwärmung an einer in verdünnte Säure oderSalzlösung eintauchenden Elektrode eine Dampfhülle um diese erzeugt, welchedie Stromunterbrechung bewirkt, infolge der Selbstinduktion im Stromkreiseaber alsbald wieder verschwindet usf.vVegen der abwechselnd entgegengesetzten Richtung der bei Schliefiungund Unterbrechung des primären Stroms auftretenden Induktionsströme müfitendie beiden Enden der sekundären Spirale und damit die beiden Elektroden (E,und E 2) abwechselnd entgegengesetzte Pole werden. Da aber nachder vorstehenden Erikferuhg uet ÖIfnungsstrom intensiver als der SChlie.~trom ist, geh end u r c h die Luft zwischen den Elektroden immerfiungs-I nurÖ ff nun g s s t r Ö me hindurch, und es ist daher die eine Elektrode d aue r ndder wciJjye, die andere da u ern d der negative Pol. -~~~-L)urch Induktionsapparate von der vorstehend beschriebenen Einrichtung(dicker primärer Draht mit wenig vVindungen und dünner sekundärer Drahtmit zahlreichen 'Vindungen) erhält man mittels eines Batteriestroms von gering er Sp an n u ng (geringer elel.dromotorisCher Kraft), aber groß e r Strom-Is t ä r k e (wegen des geringen Widerstandes, den der primäre Draht infolgeseiner Dicke und Kürze darbietet), einen Induktionsstrom von geringerS tro m stär k e (wegen des gronen Widerstandes, den der dünne, lange se k un-,däre Draht darbietet) und hoher Spannung. Infolge der hohen Spannungkann man mittels des Ruhmkorffschen Induktors alle (auf hohen Potentialen beru~enden)Erscheinungen der Reibungs- und der Influenz-Elektrizität hervorbrmgen.Von ähnlicher Art wie die Induktionsapparate, aber mit einer der beschriebenenentgegengesetzten Wirkungsweise ausgestattet, sind die Transfor·~matoren oder Umformer. (Gaulard und Gibbs, 1883.) Da nämliCh lJ'eilillffiffi('!le'" prim ä re Sp i ra 1 e aus z ahlr ei ch en Windungen eines d ün n e nDrahtes und die sekundäre Spirale aus wenigen Windungen einess ta r k e n Drahtes besteht, so wird durch den R r i m ä ren ßi!,o"W, der YQ.~geringer Stärke und hoher Spannung ist, eiilJ'i'id'likTionsB_trom von___ ~"""~~.~'""."~~'_',":'_' -""-~'""",~M'_~.~='~'A' "_~_""~_,_"_,, ._= ____ ._~ ___ """"'""','_"'""',,'~_..... '=_"-

Digitale Bibliothek Braunschweig220 15. Elektromagnetismus u. Magnetoelektrizität; Elektrodynamik usw.ge r2E$!UJ:2V an nun g, a b er~KLoE,jH_"I::Ux.oAl§t1iE,1,e erzeugt. Man kanndaher mit Hilfe eines Transformators, ohne die Strom e n erg i e zu ändern, einenStrom von hoher Spannung und geringer Stärke in einen solchen von niedrigerSpannung, aber grofier Stärke überführen. Der besseren Isolierung halberbefinden sich die Transformatoren in Gefäßen, die mit Öl gefüllt sind.Wird ein Transformator durch einen dynamoelektrischen vVechselstrom inBetrieb gesetzt, so ist ein Stromunterbrecher überflüssig. Vorteilhaft ist esferner, wenn statt eines stabförmigen Elektromagnets ein in sich zurücklaufenderverwendet wird, bestehend aus zwei Magnetschenkeln , die durch Querstückemiteinander verbunden sind.Anziehung und Abstol3ung von Stromleitern. Sind zwei beweglicheStromleiter (Drähte) parallel nebeneinander aufgehängt,so ziehen sie sich nach der Entdeckung Am per e s (1820) gegenseitigan, wenn sie von gleichgerichteten Strömen durchflossenwerden, und stoßen einander ab, wenn sie von entgegengesetztgerichteten Strömen durchflossen werden.Stehen zwei von galvanischen Strömen durchflossene Stromleiterzu einander ge k r e uzt, so suchen sie sich gegenseitig so zustellen, daß sie parallel werden und die Ströme in beiden gleichgerichtetsind.Die durch die beiden vorstehenden Gesetze ausgedrückte''Wechselwirkung der Stromleiter hat Ampere die eIe---..k t rod yn a-~ .. ~",--,_.-~~.~-'-' -"', ~-mische genannt.15. Elektromagnetismus und llIagnetoelektrizität;Elektrodynamik und Dynamoelektrizität;Thermo- und Pyro- oder Kristallelektrizität.Elektromagnetismus. Die zweite Art der magnetischen Wirkungeines elektrischen Stroms nächst der Ablenkung der Magnetnadel(S. 212) besteht darin, daß er Eisen, welches unmagnetisch ist,magnetisch macht. Wird in eine Dnthtspirale ein Stück weichesEisen gesteckt, so wird dasselbe von dem Augenblick an zu einemMagnet, wo ein galvanischer Strom die Spirale durchfließt. Erstmit dem Aufhören des Stroms verliert auch das Eisen seine magnetischenEigenschaften. ,Ein derartiger Magnet heißt ein EIe k t rom ag n e t, sein MagnetismusElektromagnetismus.Ein Stahlstab wird gleichfalls unter dem Einfluß eines elektrisehenStroms magnetisch, unterscheidet sich aber vom weichenEisen dadurch, daß er seinen lVlagnetismus beibehält, wenn derStrom unterbrochen ist. .Auch wenn man ein Stück weiches Eisen einer von einem elektrischenStrome durchflossenen Drahtspirale nur näh e r t, wird esmagnetisch; beim Entfernen wird es wieder unmagnetisch.Die Polarität eines in einer DrahtspiraJe befindlichen Elektromag'netsrichtet __!;l.Ü:::.heinerseits nach der Art, wie die Spirale gewundenist -=- n~

Digitale Bibliothek Braunschweig15. Elektromagnetismus u. Magnetoelektrizität; Elektrodynamik usw. 221Was den Sinn der Windungen betrifft, so unterscheidet manrechts gewundene uud links gewundene Spiralen. Rechtsge w und e n nennt man eine Spirale - wie wir es bereits in derMechanik für die Schrauben angegeben haben (S. 44) - wenn beimAufsteigen auf den Windungen mit nach innen, d. h. der Achse der., Spirale zu, . gerichtetem. Gesicht die I' e c h t e G; b/i ~~~t~a~:~e:~~ag~!:h~~ S~i?(W&l'11')H S7fGJ(aO'f:Falle die li n k e Schultervoran, so heißt die Spiralelinks gewunden. DieAbbildungen 141 a und czeigen rechts gewundene,bund d links gewundeneSpiralen. In den Abbildungen141 a und d fließt Abb. 141. Verschiedene Formen von Elektromagneten.der pos i t i v e elektrischeStrom von links nach rechts, in bund c von rechts nach links,wie es durch die Pfeile angedeutet ist. Die Buchstaben N und S(Nordpol und Südpol) lassen erkennen, wie in den verschiedenenFällen die Pol e des in der Spirale steckenden, zum Magnet werdendenEisenstabes angeordnet sind. Hierüber lassen sich folgendeRegeln aufstellen:1. Bei I' e c h t s gewundener Spirale entsteht an demjenigenEnde, wo der positi ve Strom eintritt, der Südpol, bei linksgewundener Spirale wird das gleiche Ende der No I' d pol.2. Denkt man sich im positiven Strome mit demselben schwim-11m, end und hält das Ge, sicht dabei nach innen gekehrt, so. e .. ntsteht'S. 212.)A.mperes Theorie des Magnetismus. Aus diesen Tatsachendes Elektromagnetismus, zusammengehalten mit der Erfahrung, dieüber Anziehung und Abstoßung beweglicher Stromleiter gemachtworden war (S. 220), leitete Ampere seine elektrische Theorie des. ji in allen Fällen li n k s der No I' d pol. (V g1. die AmrerescllJl Jl~gel/' I über die Ablenkung der Magnetnadel durch den elektrischen StromMagnetismus ab (1826). Nach derselben ist ein Magnet als einEisenstab aufzufassen, dessen Moleküle von einander parallelenelektrischen Kreisströmen umflossen werden, die so gerichtet sind,daß, wenn man sich in einem der Ströme mit demselben schwimmenddenkt und den Magnet dabei anblickt, der Nordpol desselbensich links befindet. .,Werden nun z w ~ i }~~ß:I:J:ete einander mi~~llnßI~~ch~~~ig.~!1J~I?,.l.~n.@..l!l1~rt (z. B. Abb. 141 a und b oder c und a oder auch ZWeIMagnete von einer und derselben der vier Formen, a, b, C oderd), so sind die elektrischen ~e der l\fagnete jedesmal [l~:hKerich!et, und es mUß nach S. 220 An z i eh u n g der Pol e stattfinden.Werden aber zwei Magnete einander mit gleichnamigen Polenhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek BraunschweigJ222 15. Elektromagnetismus u. Magnetoelektrizität; Elektrodynamik usw.genähert (z. B. mit den bei den Nordpolen - Abb. 141 a und d), sosind die elektrischen Ströme der bei den Magnete entgegengesetztgerichtet, und die Pole müssen sich abstoßen.Sol~noid. Eine besondere experimentelle Bestätigung erfährt die Amperesche'1'heorie durch das Sol enoi d. Man versteht darunter eine frei beweglich aufcgehängte Drahtspirale , die von einem elektrischen Strom durchflossen wird -ohne Eisenkern. (Ein Solenoid kann aber einer Reihe nebeneinander befindlicherKreissträme nicht ohne weiteres gleichgesetzt werden, da bei ihm die Art derWindung - ob rechts oder links gewunden -, sowie der Ort des Eintritts deselektrischen Stroms in deu Draht und damit die Richtung, in welcher derStrom den Draht durchflieEt, von Bedeutung ist, was bei Kreisströmen nicht ingleicher Weise in Betracht kommt.)Ein Solenoid verhält. sich äuEerst ähnlich einem frei aufgehängten Magnetstab,insofern als seine 'Enden zu Nord- und Südpol werden und das ganzeSolenoid sich mit seiner Achse in die Nord·Südrichtung (die Richtung desmagnetischen Meridians) einstellt, so daE das eine Ende nach Norden, das anderenach Süden zeigt.Ein Unterschied, der zwischen einem Solenoid und einem Magnetstabzutage tritt, besteht darin, daE der Magnetstab fast ansschlieliIich an denPolen und so gut wie gar nicht in seiner Mitte Eisenfeilspäne anzieht, währendbei einem in Eisenfeilspäne eingetauchten Sol e n 0 i d alle Windungen einegl eie h starke Anziehung auf die Eisenfeilspäne ausüben.Hierbei sei erwähnt, daE je der irgendwie , z. B. geradlinig verlaufendeLeitungsdraht , der von einem elektrischen Strome durchflossen wird, seinerganzen Länge nach anziehend auf Eisenteilchen wirkt, mit denen er in Berührungkommt.Es entsteht nun die Frage. ob sich im Umfange eines solchen Drahtsirgendwelche Art von Polarität offenbart. Dies ist nicht der Fall, wie folgenderVersuch lehrt:Um einen senkrecht verlaufenden Metalldraht oder noch besser einen senkrechtgestellten Metall z y li n der, den ein elektrischer Strom durchfliel.it, wirdeine Magnetnadel (am besten von kleinen Dimensionen) geführt. Dieselbe richtetsich niemals mit einem ihrer Enden nach der Achse des Zylinders oder, wasdasselbe besagt, senkrecht zur Zylinderoberfläche, sondern stet.s ta n gen t i a I zurletzteren.Abb.142, welche dies Experiment zur Anschauung bringt, zeigt den Metallzylinderim Querschnitt; der positive Strom tritt von oben ein, flielit also vonoben nach unten durch den Zylinder hindurch; die Anordnungder Pole ist in drei verschiedenen Lagen der Magnetnadel dargestellt.Sie entspricht der Amperesehen Regel über die Ablenkungder Magnetnadel durch den elektrischen Strom (vgl.S. 212).Das Experiment erklärt sich aus dem Verlauf der Kraftlinienum den elektrischen Strom, bzw. um den StromleiterAbb. 142. Richtungeiner Magnetnadel (Metallzylinder oder Leitungsdraht). Die Kraftlinien stellen kon·durch einen senkrechtdazu vel'lau-zentrische Kreise dar, deren Mittelpunkt in der Achse des Stromleitersliegt. Man kann sie sichtbar machen, wenn man denfenden elektrischenStrom. (senkrechten) Stromleiter durch ein hOl'izontales Blatt Papierführt und dieses mit Eisenfeilspänen bestreut.Der Hauptunterschied zwischen einer von einem elektrischen Strom durch·flossenen Drahtspirale ohne Eisenkern (wie sie, frei aufgehängt, ein Solenoiddarstellt) und einer Drahtspirale mi t Eisenkern - ein Unterschied, der besondersfür die Praxis von \Vichtigkeit ist - besteht darin, daß bemt Vorhandenseinein,~..§.J)~itl~s die magnetische Wirkung (magneJ;j,§c.b.~Lke Iizw. KraITlimenzahl)wes\lntlich gräEer ~ beim Fehten aes Eisenkerns (unter Umständen100 bis 1QOOmai so groß).{I Rotation eines lUagnets um einen Stromleitel'. Bringt man einen, Magnet so in der Nähe eines elektrischen Stromleiters frei beweglich an, daEnur der eine der beiden Pole, z. B. der Nordpol, unter dem EinflnE des elektrischenhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig15. Elektromagnetismus u. Magnetoelektrizität; Elektrodynamik usw. 233Stromes steht, so wird derselbe im Kreise um den Stromleiter herumgeführt •. Dies läßt sich durch folgenden Versuch demonstrieren:Der Metallstab AB (Abb. 143), der an seinem oberen Ende Bein Quecksilbernäpfchenträgt, wird in der Richtung des gefiederten Pfeils (also von untennach oben) von einem positivelektrischen Strom durchflossen. Indas Quecksilber des Gefäßes taucht das an dem Faden F hängendeMetallstück JJl mit einer unten an ihm befestigten Spitze ein, sodaß der elektrische Strom von dem Quecksilber aus in Meintritt,um von hier aus durch einen in der Zciehnung nicht dargestelltenssDraht seitlich weitergeleitet zu werden. Das Metallstück trägtferner zwei horizontale QuerlIrme, an deren Enden zwei Magnete(nB, ns), beide mit dem Nordpol nach unten, angebrachtsind. Da der elektrische Strom nur bis zu dem Metallstück M, d. h.nur bis zur Mitte der Mag-nete, z w i ~ c h e n diesen verläuft, sostehen (wesentlich) nur die Nordpole der Magnete unter dem Einflußdes Stromes. Die Folge ist daher, daH das von F, M und denbeiden Magneten gebildete System in der Richtung des Pfeiles (N), nalEO - von oben gesehen -Uhr, bewegt wird.entgegengesetzt wie der Zeiger einerTelegraphie ; 110rsescher Schreibtelegraph. EineaUßerordentlich wichtige Anwendung wird vom Elektromagnetismusin der Tel e g rap h i e gemacht, und zwarauf die Weise, daß die Fortpflanzung der Elektrizität in.M:etalldrähten zur Mitteilung von Signalen oder Schriftzeichenauf größere Entfernungen benutzt wird.Abb. 143.Rotation eines.Magnets umeinen stromleiter.Der in Preußen im öffentlichen Gebrauch befindliche Telegraph ist deI'Morsesehe Schreibtelegl'aph, 1837. (Der erste Telegraph, von Gauß undWeber, Göttingen 1833, beruhte auf der Ablenkung der Magnetnadel durch dengalvanischen Strom.) Der Morse-Telegraph besteht aus dem Sehr ei ba p p ar a tund dem Schlüssel oder Taster, auch die Taste genannt; der Schreibapparatbefindet sich an der Empfangsstation, der Schlüssel oder Taster ander Aufgabestation (zeichengebenden Station). Der Schreibapparat (Abb. 144}besteht aus einem hufeisenförmigen Elektro·magnet (E), vor dessen Polen sichein Anker (A) befindet, der den einen Arm eines zweiarmigen, um die Achse 0drehbaren Hebels darstellt, dessen anderer Arm den Schreibstift S trägt; vordiesem bewegt sich der Papierstreifen PPP vorbei, den ein Uhrwerk mit ~leichförmigerGeschwindigkeit zwischen den 'I'Valzen W hindurchzieht. Auf diesemPapierstreifen bringt-der Schreibstift einen Eindruck, bzw. einen farbigen Strichhervor, wenn und solange der Anker A vOn den Polen des Elektromagnetsangezogen wird. E\ne Spiralfeder (F) bringt den Anker in seine Ruhelagezurück, wenn keine Anziehung seitens des Elektromagnets stattfindet. DieseAnziehung nun tritt ein, sobald der elektrische Stromkreis vom Elektromagnetbis zu dem Schlüssel der Aufgabestation geschlossen ist. Die Schliel.inng erfolgt,wenn der Schlüssel mittels des Knopfes K niedergedrückt wird. DieLeitung LL geht nämlich - vom Elektromagnet herkommend - nach D, demDrehpunkt des heb eIförmigen, metallenen Schlüssels und von diesem durch denunter ihm befindlichen Metallknopf M nach der Batterie B (die Figur gibt derEinfachheit wegen nur ein Element wieder). Läl.it man den Schlüssel los oderlocker, so wird er durch eine elastische Feder (unterhalb des Hebelarmes DK~nilch oben gedrückt, und der Stromkreis ist geöffnet.Der am Schlüssel oder Taster arbeitende Telegraphist kann hiel'l1ach durchlängeres oder kürzeres Niederdrücken des Knopfes K und Einhalten gewisser­Pausenlängen auf dem Papierstreifen PP? in der Empfangsstation lä?gere oderkür7.ere Striche (Striche und Punkte) hervorbringen; durch verschIedene Zusammenstellungsolcher Striche und Punkte hat man ein Alphabet gebildet,dessen man SIch statt des Buchstabenalphabets zur Mitteilung von Gedanken(Wörtern und Sätzen) bedient.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig224 15. Elektromagnetismus u. Magnetoelektrizität; Elektrodynamik usw.Die Drahtleitung LL mUß gut isoliert sein. Sie befindet sich entweder inder Luft und wird dann von Telegraphenstangen g-etragen, an denen sie durchglockenförmige Träger von Porzellan (einem Isolator) befestigt ist, oder sie isteine unterirdische oder unterseeische Leitung und besitzt in diesem Falle eineisolierende Guttapercha-Umhüllung (Kabel; das erste transatlantische Kabelwurde i. J. 1866 zwischen England und Amerika gelegt). .Zur völligen Schließung der Drahtleitung sollten eigentlich z w e i Drähtezwischen bei den Stationen vonnöten sein. Indessen kann der eine entbehrtwerden (Steinheil, 1838), weil der leitende Erdkörper die Rückleitung desStroms besorgt, wenn man die Enden des Leitungsdrahtes mit zwei Metallplatten(Pt, PI) in Verbindung setzt, die in die feuchte Erde (das Grundwasser)versenkt werden.Ein Telegraph, durch den die Depesche sofort in Buchstabenform auf dasPapier übertragen wird, der aber eine sehr komplizierte Konstruktion besitzt,ist der Hughessche Druck- oder Typentelegraph (1861).Abb. 144. Mo r se scher Schreibtelegraph.Bei der übe 1's e ei s ch e n Tel e gr a phi e lassen sich nur schwache Strömeverwenden, da sflrfKere-BtröffieIn~aem das Kabel umgebenden Wasser durchInfluenz Elektrizität erregen, die von störendem Einfluß ist. Diese schwachenStröme sind nur imstande, ein empfindliches Galvanometer in Bewegung zusetzen, dessen Magnetnadel einen kleinen Spiegel trägt (Spiegelgalvanometer).Der auf den Spiegel fallende Schein einer Lampe wird auf emen -Sclmm geworfen,an dem sich beobachten läßt, ob eine nach links oder rechts gehendeAblenkun$ stattgefunden hat. - Ozeantelegraphen neuerer, sehr verwickelterKonstruktIOn übertragen die Depesche selbst.Die Geschwindigkeit des elektrischen Stromes hat sich je nachdem Material und der L ä n ge des leitenden Drahtes sehr verschiedenherausgestellt. In oberirdischen Leitungen ist die Fortpflanzungsgeschwindigkeitdes Telegraphenstromes ungefähr ~ 12000 km oder= 1600 Meilen in der Sekunde.Relais., Da bei la n gen Telegraphenleitllngen der elektrische Strom zusehr geschwächt wird, um den Schreibhebel (S) mit der nötigen Kraft zu bewegen,so benutzt man gewöhnlich den die Leitung vom Schlüssel zum Schreibapparat(oder: vom Geber zum Empfänger) durchlaufenden Strom, den sog.Li nie n s t rom, gar nicht zur Erregung des den Schreibhebel bewegendenElektromagnets (E), sondern nnr dazu, einen an d e rn Elektromagnet, das sog.Re lai s, zu erregen, der mit seinem sehr leicht beweglichen Anker eine an derhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig15. Elektromagnetismus u. Magnetoelektrizität; Elektrodynamik usw. 225Empfangsstation aufgestellte Lok alb a t t e ri e schließt, die nun erst ihrerseitsden zuerst genannten Elektromagnet (E) erregt.Elektrische Klingel. Die elektrische Klingel (auch als elektrischerHau s tel e g r a ph zu bezeichnen) besitzt als wesentlichsten Bestandteil ebenfallseinen Elektromagnet, dessen Anker mit einem Klöppel versehen ist, der gegeneine Glocke schlägt, wenn der Anker angezogen wird. Nnn ist der Strom durchden Stiel des Ankerklöppels geführt, doch so, daß an der Eintrittsstelle desStroms in diesen Stiel eine U n t erb r e c h u n g des Stromes eintritt, sobald derAnker angezogen wird. Geschieht das letztere, so verliert der Eisenkern desElektromagnets seinen Magnetismus, der Anker wird nicht mehr angezogen undschnellt - infolge des Drucks einer elastischen Feder - zuriick. Dadurcht:itt aber wieder eine Schließung des Stromkreises ein, und der ElektromagnetZIeht den Anker von neuem an, der Klöppel schlägt abermals an die Glocke 118f.- Die erste Schließung des Stromes erfolgt dnrch Drücken auf einen Knopf,der einen - nicht selbsttätigen - Stromunterbrecher, einen sog. Kontakt,darstellt; so lange gegen diesen Knopf gedrückt wird, dauern die Glockenschlägean.. E~ektl'ische U~r. Die Bewegung einer Pendeluhr (Normaluhr) kann aufdIe Welse auf zahlreIche Nebenuhren übertragen werden, daß an der Pendeluhrein mit einem Stift versehenes Rädchen angebracht ist, das nach Ablauf jederMinute den Stromschluß einer galvanischen Batterie bewirkt. Dadurch wird derAnker eines in die Stromleitung der Batterie eingeschlossenen Elektromagnets,der sieh in der Nebenuhr befindet, angezogen und mittels eines an dem Ankerbefestigten Hakens ein Zahnrad mit 60 Zähnen um einen Zahn weitergerückt ;auf die Achse dieses Zahnrades ist der Minutenzeiger der Nebennhr aufgesetzt,der somit alle Minuten weiterrückt und sich in einer Stunde einmal vollständigum die Achse herumdreht. - Anwendung bei den Bahnhofsuhren.Magnetoelektrizität oder magnetische Induktion. Wie derelektrische Strom Magnetismus hervorrufen kann, so ist umgekehrtdie magnetische Kraft imstande, einen elektrischen Strom zu erzeugen.Abb. 145. Magnetiscbe Induktion.Abb. 146. Telephon.Ein solcher magnetoelektrischer Strom entsteht, wenn einerDrahtspirale ein Magnet genähert wird, und ein zweiter, dem erstenentgegengesetzt gerichteter Strom, wenn der Magnet wieder entferntwird. Dasselbe findet statt, wenn in die Drahtspirale ein Stab ausweichem Eisen gesteckt und dieser nun (durch Annäherung einesSchule der Pharmazie. III. 4. Aufl. 15http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig226 15. Elektromagnetismus u. Magnetoelektrizität; Elektrodynamik usw.Magnets oder durch einen galvanischen Strom) magnetisiert u!ldwieder entmagnetisiert wird. (Abb. 145.)Die geschilderte Erscheinung wird auch als m a gn e ti s ch eIn d uk ti onbezeichnet.Die Richtung der entstehenden Ströme läßt sich bei Zugrundelegung derAmpereschen Theorie des Magnetismus vermittelst der 'l'atsachen der rein elektrischenInduktion (S. 216) feststellen.Der magnetoelektrische Rotationsapparat (Stöhrer, 1844) liefert Strömevon ähnlicher Art wie ein Induktionsapparat.Lenzsehe Regel. Eine noch allgemeinere elektrische< Wirkungkommt dem Magnetismus nach der von Lenz (1834) aufgestelltenRegel zu: Durch gegenseitige Bewegung von Stromleitern und Magnet-. polen werden Induktionsströme erzeugt, deren Richtung stets einederartige ist, daß die durch den Induktionsstrom wirksam werdendenelektromagnetischen Anziehungs- oder Abstoßungskräfte auf die Bewegunghe m m end einwirken.Telephon. Die Magnetoelektrizität findet eine besondere Anwendungbeim Telephon oder Fernsprecher, mit Hilfe dessengesprochene oder gesungene Worte sowie Töne von Instrumentenauf größere Entfernungen übertragen werden können. (G rah amBell, 1877; die Erfindung von Philipp Reis, 1861, war einMikrophon - vgl. den nächsten Abschnitt.)Das Bell sche Telephon (Durchschnitt desselben: Abb. 146) besteht aus dreiwesentlichen Bestandteilen: einem Stah 1m a g.n e t S, der sich in einem hölzernenGehäuse (G) befindet; einem sich an das vordere Ende des Magnets ansetzeudenkurzeu Zyli.!l~L(lx(QlJl!!HLW

Digitale Bibliothek Braunschweig15. Elektromagnetismus u. Magnetoelektrizität; Elektrodynamik usw. 227Die in die Stromleitung der meisten Telephone eingeschaltete galvanischeBatterie (von LeclancM-Elementen) ist für die Wirksamkeit des Telephons nichtunbedingt notwendig; sie dient hanptsächlich dazu, den Weckruf einer elektrischenKlingel erschallen· zu lassen.Im m 0 der ne n Telephon- oder Fernsprechbetriebe ist das Telephon mit )dem sogleich zu besprechenden Mikrophon verbnnden; das TelephQ.JL.,die~,»rur, das Mik~_!!lLTo~~t;~.er.lUikl'ophon. Das Mi k r 0 p h 0 n CP hili p p Re i s , 1861; verbessert vonH u g he s, 1878) ist ein Apparat, der 1 eis e Geräusche anf größere Entfernungenüberträgt. Es besteht aus drei Stäben eines Leiters, z. B. Gaskohle, von denenzwei auf einem Resonanzkästchen liegen, während der dritte quer über jenenliegt. . Die beiden erstgenannten Stäbe - und da mit anch das d r i t t e Stäbchen- werden in eine Telephonleitung eingeschaltet, die zugleich mit einer galvanischenBatterie verbunden ist. Wird nun das obere Stäbchen durch Schallwellenerschüttert, so wird der Widerstand der Leitung an der Berührungsstelle zwischenihm und den unteren Stäben geändert - in einem Wechsel von Zeitdauer undS~ärke, der dem der Schallwellen entspricht und daher aus dem als Empfängerdwnenden Telephon die gleichen oder ähnliche Schallwellen heraustreten läßt.Diese Art der Verwendung des Mikrophons nennt man die direkte EinschaI tun g des Mikrophons in den Telephonverkehr. Behufs besserer überwindungdes Leitungswiderstandes bei weiteren Entfernungen gebraucht man dieindirekte Einschaltung. Dieselbe besteht darin, dal3 man den veränderlichenBatteriestrom an der Aufgabestation, .Jlachdem er das Mikrophon passierthat, durch die primäre Spirale einer Induktionsrolle gehen läfit und hierauf zurBatterie zurückführt, während nur die solchergestalt in der se k und ä I' e n Spiraleerregten In d u k t ion s s törn e nach dem an der Empfangsstation befindlichenTelephon geleitet werden.Auf diese Weise kann man die Sprache Hunderte von Kilometern weitübertragen. In Europa ist die längste Linie die von London über Paris nachMarseille, mit einer Länge von 1250 km.Bei einer anderen - für die Installation handlicheren - F 0 r m des Mikrophonssind zwischen zwei senkrechte Kohlenstäbe drei Kohlenwalzen lose eingesetzt;die ersteren sind auf der Rückseite einer dünnen Holzmembran befestigt,gegen deren Vorderseite die Schallwellen wirken.Elektrodynamik. Da nach S. 220 zwei galvanisehe Ströme anziehendeoder abstofiende Kräfte aufeinander ausüben, ist es möglich, mittels des Galvanismusaueh in ausgedehnterem Mafie Be weg u n gen zu erzeugen.Die Lehre von derartigen, durch Elektrizität erzielten Bewegungen unddamit auch Kraftleistungen heifit Elektrodynamik.Auf Grund der im vorigen Kapitel, Abschnitt "Anziehung und Abstofiungvon Stromleitern" erwähnten elektrodynamischen Wechselwirkung, wonach zweigekreuzte Stromleiter, die von galvanischen Strömen durchflossen werden, inparallele Stellung und zu gleicher Stromrichtung zu gelangen suchen, läßt sichein elektrodynamischer Rotationsapparat herstellen, in welchem einStromleiter um einenandern, feststehenden von kreisförmiger Gestalt einekreisende Bewegung ausführt.Statt des feststehenden Kr eis s t rom s läfit sich auch wegen der engenBeziehung zwischen elektrischen Strömen und Magnetismus ein Magnetpol verwenden,um den sich der Stromleiter dreht. Umgekehrt kann, wie es schon aufS. 222-223 beschrieben wurde, ein beweglicher Magnet um einen feststehendenStromleiter in BewBgung. gebracht werden.Praktische Anwendung zur Erzeugung mechanischer Arbeitsleistungen findendie elektrodynamischen Motoren oder Elektromotoren, die als umgekehrtwirkende Dynamomaschinen aufgefafit werden können und derenEinrichtung daher aus der nachfolgenden Beschreibung der letzteren zu entnehmenist.Dynamoelektrizität . Dynamomaschine. Von der umgekehrten Beschaffenheitwie die elektrodynamisdhen Erscheinungen sind die dyna m oe lek tr is ehe n:mechanische Arbeit dient bei ihnen zur Erzeugung elektrischer Ströme.15*http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig228 15. Elektromagnetismus u. Magnetoelektrizität: Elektrodynamik usw.Eine dynamoelektrische Maschine oder kurz Dynamomaschine,auch schlechtweg Dynamo genannt, ähnelt in ihrer Einrichtung sehr einermagnetoelektrischen; der Unterschied zwischen heiden liegt darin, daE die dynamoelektrischeMaschine nicht wie die magnetoelektrische einen im voraus vorhandenenMagnet, z. B. einen durch einen besonderen elektrischen Strom hergestellten Elektromagnetenthält,sondern daE der von der Maschine gelieferte Strom selbst zurErzeugung eines Magnets benutzt wird.Denken wir uns, daE in Abb. 147 a, welche die Einrichtung einer Dynamomaschineschematisiert darstellt, N8 und N,8, zwei Elektromagnete sind, an derenPolen eiserne Armaturen Mund M , angebracht sind, zwischen denen ein starkerEisenring R oder besser ein ringförmiges Bündel zahlreicher dünner Eisendrähte inUmdrehung (um die Achse A) versetzt werden kann. Der Ring ist von einem\Drahtgewinde umgeben. - Er heiEt der Grammesche Ring (m'funden 1868von Pacinotti, für die technische Benutzung ausgebifdet 1871 von Gramme).Abb.147b.Abb. 147 a und b. Scbematisohe Darstellung einer Dynamomaschine.- Sobald man denselben - im Sinne des groEen Pfeiles - dreht, werden dieeinzelnen Drahtwindungen gegen die Pole N und 8, und die durch dieselbenim Eisenkern des Ringes erzeugten entgegengesetzten Magnetpole verschoben:die Folge ist, daE die Windungen von einem elektrischen Strom durchflossenwerden (Lenzsehe Regel, S. 226), dessen Richtung durch die kleinen Pfeile angedeutet.ist; dieselbe ist auf der linken Hälfte des Ringes derjenigen auf derrechten entgegengesetzt.Suchen wir diese Richtung für die obere Hälfte des Ringes festzustellen!- Den ganzen Eisenkern des Ringes können. wir uns aus zwei Magneten -einem oberen und einem unteren - zusammengesetzt denken; beide haben ihrenNordpol auf der rechten Seite (gegenüber 8,), ihren Südpol auf der linken (gegenüberN). Die Lage beider Pole an sich (im Raume) bleibt bei der Drehung desRinges unverrückbar dieselbe, weil sie den fes t 1 i e gen den Polen N und 8 ,der Elektromagnete N 8 und N,8, ihre Entstehung verdanken; den sich drehendenRing dagegen durchwandern die Pole, oder sagen wir: der Ring dreht sich überdie Pole hinweg.Nach der Amperesehen Vorstellung von der Natur des Magnetismuskönnen wir uns einen Magnet als einen Eisenstab vorstellen,den ein elektrischerStrom von solcher Richtung umflieEt, daE - wenn wir in dem Strome mi thttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig15. Elektromagnetismus u. Magnetoelektrizität; Elektrodynamik usw. 229demselben schwimmen und den Stab ansehen - der Nordpol sich linker Handbefindet; diese Richtung würde für den unteren Magnet durch den Pfeil p angegebenwerden. Dem Nordpol dieses Magnets nähert sich nun die rechteHälfte des den oberen Magnet umgebenden Drahtgewindes fortdauernd; nachder L e n z schen Regel mUß daher in den ·Windungen derselben ein Strom vonsolcher Richtung erzeugt werden, daß er den den M agn e ti sm us des un t erenMagnets darstellenden Strom mit der Richtung p (nicht etwa den imumgebenden Drahtgewinde tatsächlich entstehenden Strom) abstoßenwürde. Da aber entgegengesetzt gerichtete Ströme einander abstoßen,so mUß die Richtung des in dem rechten oberen Viertel des Drahtgewindeserzeugten Stromes die entgegengesetzte von p sein; sie wird durch die Pfeile P,angegeben.Die die linke Hälfte des oberen Magnets umgebenden Windungen en t­fernen sich von dem Südpol des unteren Magnets; daher mUß der sie durchfließendeStrom dem den Magnetismus darstellenden Strom mit der Richtung pgleichgerichtet sein, d. h. so, wie es die Pfeile im linken oberen Viertel desDrahtgewindes angeben.In gleicher 'V eise , wie hier entwickelt, findet man die Richtung des Stromesin der unteren Hälfte des Ringes, welche die Pfeile daselbst andeuten.An den beiden oben und unten befindlichen Punkten des Ringes, dieum 90° von den links und rechts befindlichen Polen entfernt liegen, also Indifferenzpunktesind, fließen die Ströme der linken und rechten Hälfte desDrahtgewindes zusammen bzw. auseinander. Oben gellen sie auf die Speichen,die sich zwischen dem Ringe und einem die Achse umgebenden HolzzylinderH ausspannen, über und von hier auf Metallstreifen des Holzzylinders selbst(siehe Abb. 147b, welche den Ring mit den zunächst daran sitzenden Teilenvon oben gesehen zeigt). Der Holzzylinder H nebst Metallstreifen wird alsK 0 II e k tor (Stromsammler) oder Kommutator (Stromwender) bezeichnet. überdie Metallstreifen desselben schleift die aus einem Bündel von Kupferdrähtenbestehende Bürste B, von welcher ein Leitungsdraht den (positiven) Stromfortführt. In die rechts befindliche Bürste B, tritt der Strom ein und geht aufdie Windungen der unteren Hälfte des Ringes über und nach beiden Seiten auseinander,wie die Pfeile zeigen.Hätten wir es nuu mit einer magnetoelektrischeu Maschinezu tun, so würde der an B, befindliche Leitungsdraht gleich dem an B befindlich

Digitale Bibliothek Braunschweig230 15. Elektromagnetismus u. Magnetoelektrizität; Elektrodynamik usw.selbst heißt der Anker. Dieser Name kommt (auch bei anders konstruiertenDynamomaschinen) stets äemjenigen Elektromagnet zu, in dessen Windungen dieInduktionsströme entstehen. Der Grammesche Ring wird seiner speziellen Formund Einrichtung wegen als Rin ganl&er bezeichnet. Andere Ankerarten sindder Tro~mml:)jl\Jlker und der Scheibenanker.Die Anordnung der Drahtwindungen in der vorstehend beschriebenen Dynamomilschineist die sogenilnnte Reihenschaltung. Bei ihr folgen einfach dieAnkerwindungen, die Windungen des Feldmagnets oder Schenkelwind un ge n und die ä u ße re D rah tl e i t u ng hintereinander oder: dieSchenkelwindungen sind in den Hauptstromkreis eingeschaltet. Eine andereSchaltungsart ist die Parallelschaltung oder NebenschlUßschaltung,bei der die Schenkelwindnngen im Nebenschluß zur äUßeren Leitung liegen.Sie vermeidet den Nachteil der Reihenschaltnng, daIi, wenn der Widerstandder äUßeren Leitur.g wächst, eine Abnahme der Stromstärke im ganzen unverzweigtenStromkreise, also auch in den Schenkelwindungen stattfindet und damit(wegen der Schwächung des Feldmagnets) die induzierte elektromotorischeKraft herabgemindert wird. Eine Maschine mit gemischter Bewicklung ist dieCo m p 0 und m a sc hin e, bei der ein Teil der Schenkeibewicklung aus wenigWindungen eines dicken Drahtes (für Reihenschilltung) und der andere Teilaus zahlreichen Windungen eines dünnen Drahtes (für NebenschlUßschaltung)besteht. Werden beide Teile der Bewicklung passend abgeglichen, so ist dieelektromotorische Kraft und dilmitdie Klemmenspannung oder Potentialdifferenzder Polklemmen innerhalb der vorkommenden Grenzen des äUßeren Widerstandesunabhängig von diesem, die Maschine daher als Gleichspannungsma sc hin e zu bezeichnen.Während die dynamoelektrische Maschine, wenn sie auf die zuvor beschriebeneArt in Betrieb gesetzt wird, auf Kosten mechanischer Arbeit einenelektrischen Strom liefert, der zu verschiedenen Zwecken, z. B. zur Speisungelektrischer Lampen, benutzt werden kann, vermag sie auch die um g e k ehrt eTätigkeit zu entfalten, d. h. auf Kosten eines elektrischen Stromes mechanischeArbeit zu leisten. Wird nämlich durch den bei + und - eudigenden Draht einelektrischer Strom geschickt, so erzeugt derselbe Magnetpole im Eisen, und zwargl e ich na m i g e in den einander nahestehenden Teilen einerseits des Ringesund andrerseits des Magnets; dieselben stoßen sich ab. und es wird so eineUmdrehung des Ringes bewirkt. Schlägt. der positive Strom die in der Abbildungangegebene Richtung ein, so dreht sich der Ring in umgekehrter Richtung,als es der große Pfeil anzeigt. Von der Achse des Ringes aus kanndurch einen Treibriemen die drehende Bewegung auf die Achse eines Schwungradesusw. übertragen werden.Eine derartig wirkende elektrische Maschine ist nichts anderes als der be­\~eits im. vorigen Abschnitt erwähnte elektrodynamische Motor oder Elek-~.!.Q..!!LQ1.o r. --Wendet man z w ei dynamoelekh'ische Maschinen an, so kann man eineübe I' t rag u n g von Kr a ft auf w e i t e S t r eck e n ins Werk setzen. Esliefert dann die eine Maschine (der Dynamo) den Strom; daher wird sie auchStromerzeuger oder Gen er a tor genannt. Von ihr wird der Strom durch eineDrahtleitung zu der andern Maschine (dem Stromempfänger), die als Elektromotorwirkt, befördert. Doch kann ein Elektromotor auch durch eine andereelektrische Kraftquelle, z. B. eine Akkumulatorbatterie, in Tätigkeit versetztwerden.Bei der eIe k tri s c he n Eis e n b ahn liefern in einer Zentralstation Dynamomaschinenvon bedeutender Dimension den Strom, der zu den unter dem Wagenangebrachten Elektromotoren führt, von hier in die Räder geht und die Schienenentlang zur Zentralstation zurückkehrt. Die Zuführung des Stromes zu denElektromotoren des Wagens ist entweder oberirdisch oder unterirdisch. Dieoberirdische Stromzuführung geschieht durch einen kupfernen Leitungsdraht,an dem die auf dem Verdeck des Wagens angebrachte Kontaktstange entlanggleitet; bei der unterirdischen Stromzuführung gleitet die Kontaktvorrichtungan einer dritten Schiene, der Leitschiepe, entlang, oder es befindet sich, wennes sich um eine S t ra Ii e n bahn handelt, unter der einen Schiene, welche zerschlitztist, ein Kanal, in dem der Länge nach eine metallische Leitung angelegthttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig15. Elektromagnetismus u. Magnetoelektrizitätj Elektrodynamik usw. 231ist. In diesen Kanal reicht durch den Schienenschlitz eine u n t e n am 'Wagenbefestigte Kontaktstange hinein. Die Übertragung der Umdrehung der Motorenauf die Wagenräder geschieht dnTch Zahnräder. Durch eine am Vorderteil desWagens befindliche Kurbel vermag der Wagenführer verschieden starke Widerständein den Stromkreis einzuschalten und so die Fahrgeschwindigkeit zuregulieren oder durch Unterbrechung des Stroms den Wagen anzuhalten.(Werner tliemens ließ die erste elektrische Bahn 1879 durch die FirmaSiemens & Halske erbauen.)Die bei der elektrischen Eisenbahn erreichbare Geschwindigkeit ist g r ö ß e rals bei der Dampfbahn, weil die Räder 0 hn e di e Ver mi tt I u ng h i n- un dher geh end e r T eil e (Kolbenstange und Pleuelstange) durch Einwirkung deselektrischen Stroms unmittelbar in Umdrehung versetzt werden.Wechselströme und Drehströme. Der Grammesche Ring liefert in deroben beschriebenen Beschaffenheit einen elektrischen Gleichstrom. Doch kannman bei einer Änderung der S t rom a b nah m e auch Wechselströme von ihmerhalten. Diese Änderung besteht darin, daß der Kollektor oder Kommutatorweggelass~n wird und statt seiner zwei voneinander isolierte Metallringe mitder Maschme verbunden werden, auf denen die Bürsten schleifen. Aber nochein weiterer Unterschied ist zwischen der W ec hs elstrommaschine und derGleichstrommaschine vorhanden. Da nämlich bei ersterer der in die Leitunggehende Strom wegen seines fortwährenden Rithtungswechsels nicht zur Erregungdes Magnetfeldes benutzt werden kann, so dient hierzu eine besondere,Gleichstrom erzeugende kleine Strom maschine als Beihilfe, oder die Wechselstrommaschineselbst ist mit einer solchen Erregungsmaschine zu einem Ganzenverbunden. Eine andere Anordnung der Wechselstrommaschine beruht darauf,daß der Anker unbeweglich bleibt und das Magnetfeld in Rotation versetztwird, so daE der Strom ohne Anwendung von Schleifbürsten unmittelbarin die fest.stehenden Klemmen der Maschine und von da in den äUßeren Stromkreisübergeführt werden kann. Gtlwöhnlich wird das magnetische Feld durchzwei Re i h e n kreisförmig angeordneter, an zwei vertikalen Gestellen befestigter,einander mit entgegengesetzten Polen gegenüberstehender Magnete gebildet,zwischen denen eine Reihe entsprechend angeordneter flacher Drahtspulen alsAnker rotiert. Da die Wechselstrommaschinen hochgespannte Ströme liefern,die sich für bedeutende Energieübertragung mit geringer Stromstärke durchdünne und folglich verhältnismäßig billige Leitungen auf weite Entfernungenführen lassen,so hat in neuerer Zeit die Benutzung dieser Maschinen einen bedeutendenAufschwung erfahren, wobei'besonders die Anwendung von Transformatoren(vgl. S. 219) in Frage kommt.Eine Kombination mehrerer Wechselströme wird als Mehrph ase n s t rom bezeichnet. Derselbe verbindet den Vorteil des Wechselstroms,auf größere Entfernungen fortgeleitet werden zu können, mit der Fähigkeit desGleichstroms, Motoren in bequemer Weise zu betreiben. Der Dreiphasenstrom oder Drehstrom kommt dadurch zustande, daE an die Wicklung desRinges an drei gleichweit, also 120°, voneinander entfernten Stellen Drahtzweigeangeschlossen und die Enden derselben mit drei auf der Achse isoliert befestigtenMetallringen verbunden werden, an denen drei gesonderte Metallstreifen entlangschleifen.Durch diese treten dann Wechselströme aus, die in den zu gleicherZeit vorhandenen Strom ph asen (die durch die Stromstärke und das Vorzeichendes Stromes - positiv oder negativ - bestimmt sind) fortwährend verschieden,im ganzen genommen aber gleich sind. Wenn diese drei Wechselströme indreifacher Leitung nebeneinander flieEen und die Leitungen in derselben Weisemiteinander in Verbindung gesetzt werden, wie dies zum Zwecke der Anbringungeiner gemeinsamen Rückleitung geschehen mÜßte (Dreieckschaltung oder Sternschaltung),so resultiert ein Dreiphasenstrom, der (bei der genannten Stromverkettung)als Drehstrom bezeichnet wird.Thermo- und Pyro- oder Kristallelektrizität. Es seien am Schlussedieses Kapitels noch zwei besondere Arten der Entstehung von Elektrizität angeführt.Erstens entsteht ein elektrischer Strom in einer aus lauter Leitern ersterKlasse (Metallen) zusammengesetzten geschlossenen Kette (vgl. S. 200), wenn eineder Berübrungsstellen (Lötstellen) erwärmt wird: T herrn 0 el ek triz i tä t (S e e---http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig232 16. Elektrische Wellen und Strahlen und Radioaktivität.b eck, 1821). Beim Abkühlen der gleichen Lötstelle entsteht ein umgekehrt gerichteterStrom. Wird durch zwei zusammen gelötete Metalle ein elektrischerStrom geleitet, so erzeugt derselbe an der Lötstelle - je nach seiner Richtung -Erwärmung oder Abkühlung, nach dem Gesetz: daE die th ermisch e Wirk un gderartig ist, daE sie selbst einen entgegengesetzt gerichtetenStrom hervorrufen würde. also schwächend auf den erzeugendenS tr 0 m wir k t. Diese Erscheinung heiEt der Peltier-Effekt (P e I t i er, 1834).- Verbindung mehrerer aus Wismut und Antimon bestehender Thermoelementezu einer thermoelektrischen Säule, Thermosäule oderThermobatterie durch Nobili und Melloni (1830) und Verwendungderselben, verbunden mit einem Galvanometer, zu empfindlichen Wärmemessungen.Die Verbindung von Thermosäule und Galvanometer wird Thermomultiplikatorgenannt. (Das Bolometer von Langley, das ebenfallszn Wärmemessungen benutzt wird, ist ein Draht aus Platin oder Eisen,der unter dem Einflufieiner Wärmestrahlung seinen elektrischen Widerstandändert.) .Die z w e i te, hier zu nennende Art der Entstehung von Elektrizität zeigtsich an einer Anzahl von Kristallen, welche erwärmt oder abgekühlt, gedrückt,zerbrochen oder gespalten werden. Man bezeichnet die

Digitale Bibliothek Braunschweig16. Elektrische Wellen und Strahlen und Radioaktivität. 233leuchtenden (gelbgrünen) Fl il 0 re sz e n z fl eck. Au~h auf andere fluoEeszenzfähigeSubstanzen (Bariumplatincyanür, Sehwefelcalcmm, FlUßspat, Korallenusw.) wirken sie lichterregend. Hinter einem Metallblech, einer Glimmerplatteusw. unterbleibt das Leuchten, so daß daselbst eine Schatten bildung stattfindet.Ein der Röhre genäherter Mag'netlJ~E.IÜ eiE_~~~blen];:~1L~r K3l:!~~~2P- \strahlen aus ihrer Richtung un

Digitale Bibliothek Braunschweig234 16. Elektrische Wellen und Strahlen und Radioaktivität.um so besser zu durchdringen, je spezifisch leichter oder mit anderen Worten:je weniger dicht derselbe ist (also z. B. Holz, Leder und die Fleischteile desmenschlichen Körpers leichter als Glas, Knochen und Metalle).Infolge der letztgenannten Eigenschaft der Röntgenstrahlen, in Verbindungmit ihrer photographischen Wirksamkeit, gelingt es, eigenartige Bilder vonGegenständen herzustellen, die das Innere der letzteren erkennen lassen. Manhat diese Bilder Röntgensehe Photographien oder kurz Röntgen-Photograp h i e n, das Darstellungsverfahren derselben Rad i 0 g rap h i e genannt.Die Röntgen-Photographien sind keine Photographien im gewöhnlichenSinne, d. h. sie bieten keine Oberflächenansichten der Gegenstände dar, sondernes sind Sc hat te n b i I der (Silhouetten) der letzteren, die auf Grundder Durchstrahlung der Gegenstänq,e durch die Röntgenstrahlen die innerenDichtigkeitsverhältnisse der Gegenständezur Anschauungbringen. Ein Beispiel möge diesklar machen. Abb. 150 zeigtdie Versuchsanordnung, wie siebei der Radiographie üblich ist.Das Stativ S trägt eines-0., teils die Crookessche oderHittorfsehe Röhre H, andernteils(oben) die zu den Elektrodender Röhre (K und Alführenden elektrischen Leitungsdrähte.Die Richtung des positivenStromes deuten die Pfeilean. Die Röhre ist eine sogenannteFokusröhre, auch R ö n t­genröhre genannt; in einerAbb. 150. Photographie mit Röntgenstrahlen. solchen stellt die Kathode (K)einen kleinen Hohlspiegel dar,der die von ihm ausgehenden Kathodenstrahlen in einen Fokus oder Brennpunktsammelt; letzterer fällt auf die als Anode dienende ebene Platinplatte A, dieunter einem Winkel von 45° zur Längsachse der Röhre geneigt ist, so daß sie dasauf sie fallende Bündel von Kathodenstrahlen (im Mittel) senkrecht nach untenreflektiert. Das Ansatzrohr R dient beim Auspumpen der Luft aus der Röhrezur Verbindung mit dem Rezipienten der Luftpumpe, späterhin zur Befestigungder Röhre, wie die Abbildung zeigt. Unter die Röntgenröhre wird ein diephotographisch empfindliche Platte enthaltender Kasten (l) gestellt undzwi sehe n diesen und die Röntgenröhre wird der zu radiographierende Gegenstand- in der Abbildung eine menschliche Hand - gebracht.Geht nun die elektrische Entladung in der Röhre vor sich, so durchsetzendie nach unten austretenden Röntgenstrahlen die Fleischteile der Hand leichterals die Knochen, und es entsteht, nachdem sie auch durch das Holz des Kastens Pleicht hindurchgegangen sind, auf der photographischen Platte in P ein Bild(Negativ), welches die Knochen hell, die Fleischteile dunkel wiedergibt. Stelltman mittels dieses Negativs nach gewöhnlichem photographischen Verfahren ein Positiv her, so zeigt dieses umgekehrt die Knochen dunkel, dieFleischteile hell - also gewissermaßen eine Schattenphotographie des Skeletts.Mittels der Radiographie lassen sich Knochenverletzungen, metallene Fremdkörper(Geschosse, Nadeln usw.), die in den menschlichen Körper eingedrungensind, sowie krankhafte anatomische Veränderungen des Organismus erkennen.Sie ist daher von Bedeutung für die Medizin, insbesondere die Chirurgie. Manist ferner imstande, mit Hilfe der Radiographie gewisse Verfälschungeu vonNahrungsmitteln nachzuweisen, manche Edelsteine von ihren Imitationen zu unterscheiden,sowie den Inhalt von Koffern u. dgl. zu prüfen.Wegen der physiologischen Wirkung der Röntgenstrahlen hat man sie auch- bei vorsichtiger Anwendung (siehe vor. S.) - therapeutisch auszunutzen versucht.Bei der Radiographie kann man sich auch eines Fluoreszenzschirms,d. h. eines mit Bariumplatincyanür bestricheIien Blattes Kartonpapier, bedienen;läßt man auf diesen Schirm die Röntgenstrahlen fallen, während zwischen Schirmhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig16. Elektrische Wellen und Strahlen und Radioaktivität. 235und Röntgenröhre der zu untersuchende Gegenstand, z. B. die menschliche Hand,gehalten wird, so erscheint auf dem erhellten Schirm das (positive) Schattenbilddes Gegenstandes.Nach G. v. Metz (1897) stellt sich die magnetische Ablenkbarkeit derRöntgenstrahlen (deren Fehlen den Hauptunterschied zwischen Röntgen- undKathodenstrahlen bildet 1 in dem Fall e ein, daE die von einer CrookesschenEntladungsröhre ausgehenden Röntgenstrahlen in eine ebenfalls lu ftv e rd ünn t eRöhre, die an die Crookessche Röhre angeschmolzen ist, eintreten.Radiumstrahlen ; Radioaktivität. Der Radiumstrahlen ist bereits aufS. 133 in dem Abschnitt "Lumineszenz" Erwähnung getan. Sie wurden, wiedort ebenfalls angeführt., .zuerst i. J. 1896 von B ecq uer el an gewissen Uranverbindungenbeobachtet, die aus der Joachimstaler Pechblende hergestellt waren.P. Curie und Frau in Paris wiesen aber dann (18981 nach, daE der darin wirksameBestandteil nicht hauptsächlich (und wahrscheinlich überhaupt nur sekun d ä r) das Uran, sondern zwei neu entdeckte Elemente, nämlich das Polo n i u mund vor all emd a s Rad i u m seien. Ein weiteres Element gliedert sich diesendreien in der Aussendung von Radiumstrahlen an: das T h 0 rodel' T h 0 r i um.Die charakteristischen Eigenschaften der Radiumstrahlen bestehen 1. in ihrerphotographischen Wirkung, 2. in ihrerFluoreszenzerregung, d.h.ihrer Fähigkeit, einen Schirm, der mit passenden Substanzen (z. B. Bariumplatincyanürlbestrichen ist, im Dunkeln zum Leuchten zu bringen, und 3. inihrer I oni si e rung der Lu ft... Hierin ähneln sie sehr den Röntgenstrahlen; aber sie unterscheiden sichvon diesen dadurch, daE sie die genannten Wirkungen ohne vorhergehendeEnergiezufuhr (durch Elektrizität oder Licht), sondern vielmehraus sich selbst - langdauernd - hervorbringen. Diese ihreEigenschaft nannte Becquerel Rad i 0 akt i vi t ä t.Die Radioaktivität kommt nicht nur den genannten Eie m e n t en, sondernauch ihren chemischen Verbindungen, speziell denen des Radiums (Radiumchlorid,Radiumbromid usw.l zu. Aber es haben sich noch weitere Erscheinungen gezeigt:1. Die Radioaktivität kann auf andere, in der Nähe der radioaktiven Substanzenbefindliche Körper - wenn auch nicht dauernd - übertragenwerden: induzierte Aktivität.2. Diese Induzierung geschieht durch ein von der radioaktiven Substanz- speziell dem Radium - ausgestoEenes Gas: die sog. Ern an a t ion (Rutherford,1907), welche sich dadurch bildet, daE das Radium einerseits Rad i u m­s t rah I e n aussendet, so daE sich daneben und infolgedessen andrerseits jenesGas absondert. Hier bereits muE zum Verständnis dieses Vorgangs bemerktwerden, daE die Aussendung der Radiumstrahlen als eine Abspaltung m at e­ri elle l' Te i Ich en anzusehen ist.An einem sog. Radi ums tab (d. h. einem Stahlstab,der an dem einen Ende einen etwas ausgehöhltenHartgummikopf besitzt, worin sich ein Radiumpräparatbefindet) oder desgl. an ,einem in die Öffnung einer Bleikapseleingesenkten Radiumpräparat lassen sich imganzen folgende Eigenschaften beobachten: 1. SelbstiindigesLeuchten des Radiumpräparats im Dunkeln; esgeht dabei ein Lichtnebel von dem Radium aus (Koronastrahlen).2. Auf! euch ten fl u oreszi erend er Su b­stanzen, denen der Radiumstab genähert wird, z. B.Bariumplatincyanür, dgLDiamant. Auf einem mit Bariumplatincyanürbestrichenen Schirm beobachtet man eineeigentümliche Lichterscheinung : Tausende von Lichtfunkentauchen auf, flimmern hin und her und bewegensich, dem Gewühl in einem Ameisenhaufen vergleichbar,durcheinander (Szintillation). 3. Durchleuchtung von Ahb.151. Radiumstrahlen.G h· (a-, (J- uud y-Strahlen.)egenständen, 80 daE auf einem Fluoreszenzsc !rmSchattenbilder derselben ähnlich den Röntgensehen ents~ehen.4. Wirkung auf die photographische .P!atte.. 5. lonis! er u n g der Lu f t (Entladung eines Elektroskops, FunktlOmerung emer vorherhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig\236 16. Elektrische Wellen und Strahlen und Radioaktivität.untätigen Funkenstrecke). 6. Färbung von Salzen (bei wochenlanger Einwirkung'der Radiumstrahlen). 7. Verwandlung des in der Luft enthaltenen ElementsArgon in das auf der Sonne entdeckte Element Helium (spektralanalytischerNachweis). 8. vVärmeentwicklung (Radiumpräparate sind um etwa 1'/2 0 wärmerals ihre Umgebung). 9. Physiologische Wirkungen: Verwelken von Pflanzenteilen,Entwicklungshemmung kleiner Tiere, Entzündungen der menschlichen Haut.a-, ß- und y-Strahlung. Die Radiumstrahlung ist - was die Summeder hier auftretenden Erscheinungen noch komplizierter macht - keine einheitliche,sondern zum mindesten aus drei Strahlenarten zusammengesetzt, die manr als a-, ß- und y.Strahlen bezeichnet hat. Dies läßt sich unzweifelhaft erkennen,\ wenn mlln auf eilt schmales StrahlenbÜndel, das z. B. aus der kleinen öffnungeiner radiumhaltigen Bleikapsel austritt, einen starken Magnetpol einwirkenläßt. Es zeigt sieh dann die Erscheinung der Abb. 151: ein 'l'eil der Strahlengeht von dem Radiumpräparat aus ziemlich W.ciu:t durch die magnetische Einwirkungweiter: die....x:Strahlen; ein zweiter Teil (durch einen BariumplatincyanÜrschirmnachweisbär)' wird in Kreisbahnen ablfelenkt~ ___ ~ __ .JtS.trahlen ;wogegen ein dritter Teil - die a --Strahlen - nac der entgegengesetztenSeite (schwach) abgelenkt wird und Ule1:1üft nur auf kurze Streck~.Die typischen Erscheinungen der Radiumstrahlung werden durch dieß-ßllahlen hervorgebracht. Diese sind in jeder Beziehung den Kathoden­"S'fra h I e n vergleichbar. Die y.Jj..1L&hl engleichen wegen ihres gewaitIgenDurchdringungsverrnögens den R ö n t gen s tr a h I e n. Eine eigene Rolle dagegenspielen die a-S trahlen. Trotzdem S18 mcht weit (ca. 7 cm) in die Luft ein-dringen und durch ~ Aluminiumblättchen von :0 mm Dicke vollständig absorbiertwerden, bewirken sie doch starke Ionisierung, intensive photographischeWirkung und die bei der Fluoreszenzwirkung auftretende Szintillation.Ihre gesamten Eigenschaften ähneln sehr denen der Ano den- 0 der Kan a 1-strahlen. Es sind dies Strahlen, die bei einer elektrischen~adung in einerCrookesschen Röhre an der Anode auftreten und die man nach der Entdeckungvon Goldstein (1886) am besten auf die Weise beobachten kann, danman als Kathode eine mit feinen Kanälen durchlöcherte Platte wählt; danntreten nicht nur auf der der Anode zugewandten Seite der Platte die Kathodenstrahlenauf, sondern nach der Rückseite der Kathodenplatte dringen durch dieKanäle leuchtende Strahlen hindurch, die offenbar aus den rückwärtsgeschleudertenpositiven Ionen bestehen.Elektronentheorie. Hier ist es notwendig, auf eine neue Auffassung derelektrischen Erscheinungen (soweit wenigstens die zuletzt behandelten Phänomenein Betracht kommen) einzugehen. Diese Auffassung sieht in den elektrischenLadungen etwas Materielles; und zwar sollen die Kathodenstrahlen(ß-S t rah I en) neg a ti v eie k tri sc h e Teilchen sein, die mit großer Geschwindigkeitvon der Kathode abgcschleudert werden. Damit kommt man auf eine vor25 Jahren von Will i a m C r 0 0 k es aufgestellte Theorie zurück, nach der abgeschleuderteKo r p us kein (Körperteilehen) die Erscheinungen der von ihmeingehend studierten Kathodenstrahl ung bewirken sollen, gleichsam eine "s t rah­I end e M a t e ri e" bilden, wie er sich ausdrückte, und einen vie r t e n Ag g l' e­ga tzu s t an d darstellen. Seine ganze Anschauung erscheint jetzt gerechtfertigt,trotzdem Crookes das Wesen der strahlenden Materie als identisch mit negativerElektrizität noch nicht klar erkannt hatte.Jene von der Kathode abgeschleuderten, negativ elektrischen materiellenTeilchen werden EIe k t r 0 ne n genannt. Ein solches Elektron (gleichsam dasUr-Atom der Elektrizität), dessen Masse ungefähr dem tausendsten Teil einesWasserstoffatoms gleichkommt. wird von einem elektrischen neutralen Atomabgespalten, so daß der Rest des Atoms dann positiv geladen ist (ein positivelektrisches Ion). Heftet sich umgekehrt ein abgeschleudertes Elektron an einneutrales Atom, so wird dieses geladen und ist nun ein negativ elektrischesIon.Die Teilchen, aus denen die A n 0 d en- 0 de r K a na I s tr a hl en (a-Stra h I en)bestehen, sind positiv geladen und als die zuvor genannten positiven Ionen zuhttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig16. Elektrische Wellen und Strahlen und Radioaktivität. 237bezeichnen. Ihre Masse ist etwa das Vierfache eines Wasserstoffatoms (etwasmehr als 1 Quadrilliontol Gramm). Ihre Geschwindigkeit ist erheblich geringerals die der ß-Strahlen. (15600 bis 22500 km in der Sekunde gegen 100000 bis160000 km - je nach dem Grade der magnetischen Ablenkbarkeit - bei denß-Strahlen.)Ob auch die elektrisch neutralen R ön tg en- 0 der X-Stra h I en (r - S tr ah­I e n) ausgesandte Korpuskeln sind, ist fraglich; vielleicht sind sie lediglich eine(wenn auch nicht regelmäßige) vVellenbewegung des Äthers, ähnlich derjenigendos Lichts.Eig en e pos iti ve EIe k t ron en scheint es nicht zu geben. Möglicher­,!eis~ !st jedes At~m eines chemischen Elel!lents überhaupt nichts als ~ine inni&eVer81mgung zahlr81cher Elektronen; und Je nachdem ein überschuß über dIeoder ein Mangel an den zu seiner normalen Bildung erforderlichen (negativen)Elektronen besteht, erscheint das Atom als negatives oder als positives Ion.Diese Anschauung stimmt mit der Tatsache überein, daß die radioaktivenSubstanzen sich unter dop1 Vorgange korpuskularer Strahlung in einem dauernden,spontanen (freiwilligen, d. h. von innen herRllS, ohne äUßere I

Digitale Bibliothek Braunschweig238 16. Elektrische Wellen und Strahlen und Radioaktivität.D, D elektrisch erregen und damit zur Funkenbildung innerhalb der sekundärenFunkenstrecke (F 2 ) Veranlassung geben. Die die Funkenstrecke lieferndenMetallkörper M, ]}[ werden als 0 s zi 11 at 0 r bezeichnet.Die Wirksamkeit der zwischen den beiden Hohlspiegeln übergehendenStrahlen erstreckt sich bis zu einer Entfernung von 16 bis 20 m, welche manden Hohlspiegeln voneinander geben kann.Metalle sowie der menschliche Körper sind für die elektrischen Strahlenundurchlässig; durchlässig dagegen sind Holz, Glas, Paraffin, Schwefel, kurz:Isola toren.AUßer der Reflexion der elektrischen Strahlen (an Metallflächen) wurdeauch ihre Brechbarkeit (in Prismen aus Pech), ihre Interferenz- und Bellgungsfähigkeitsowie ihre Polarisierbarkeit (mit Hilfe yon Drahtgittern) festgestellt.Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der elektrischen Wellen beträgt etwa300000 km = 40000 Meilen pro Sekunde; sie ist somit gleich der des Lichtes.Teslas Licht. Währeud Hertz mit aufierordentlich raschen Oszillationenexperimentierte, stellte '1' es I a Versuche mit elektrisch~n Schwingungen an, beidenen die Schwingungs dauer etwas kleiner, aber immer noch bedeutend, dieelektrische Spannung jedoch vi e I höher war.Es geschah dies auf die Weise, dafi durch eine starke Elektrizitätsquelle,z. B. einen grofien Ruhmkorffschen Induktor, zwei grofie Leydener Flaschengeladen wurden, deren in raschen Oszillationen (in 1 Sekunde bis zu 1 Million)bestehende Entladungen durch eine primäre Induktionsspirale von sehr geringemWiderstande geschickt wurden. Dadurch entstanden in dieser Wechselströmevon großer Frequenz (oder Schwingnngszahl) und verhältnismäßig gToßer Stromstärke;die Unterbrechungsyorrichtnng, wie sie sonst der Funkeninduktor besitzt,kam bei dieser Spirale in Wegfall. Um die primäre Spirale war eine sekundäreSpirale gewickelt, die aus äUßerst zahlreichen Windungen eines dünnen (gutisolierten) Drahtes bestand. Die in dieser Spirale erzeugten Indüktionsströmebesaßen eine grofie Frequenz und vor allem eme aUßerordentlich hohe Spannung(weil eben ·der primäre Strom in so kurzer Zeit seine Stärke und Richtungänderte). Der so beschaffene Induktionsapparat bildete einen Transformator(vgl. S. 219).Die auffallendsten Erscheinungen, die diese hochgespannte Elektrizitätdarbietet, sind Lichterscheinungen. Nähert man z. B. dio Pole der sekundärenSpirale des Transformators einander und bläst einen Luftstrom gegen denZwischenraum, so bildet sich in diesem ein Flammenstl'Om, der aus dünnen unddicken, silberglänzenden Fäden besteht und gewissermafien ein Netzwerk vonelektrischen Funken darstellt. Befestigt man an einem Pol einen langen Draht,der am Ende isoliert ist, so schießen aus ihm seiner ganzen Länge nach senkrechtzu ihm gerichtete bläuliche Strahlen' hervor. Nähert man einem Pol eineGeißlersche Röhre, ohne beide miteinander in Berührung zu bringen, so leuchtetdie Röhre hell auf. Die physiologische Wirkung der Teslaströme ist gering,weil der Wechsel der Stromrichtung zu rasch erfolgt und jeder einzelne Induktionsstoßvon zu kurzer Dauer ist.. Wahrscheinlich dringen die raschen Schwingungen gar nicht in das Innereder Leiter ein, sondern umfließen sie nur. Ja, die Annahme liegt nahe, daßdie Elektrizität übe r hau pt nicht in den Leitern strömt, sondern an ihn e ne n tl a n g, in den Isolatoren; läfit doch nach den Hertzschen Versuchen (vgl.den vorigen Abschnitt) ein Metallschirm die elektrischen Stra.hlen bzw. Wellennicht hindurch, wohl aber ein Gegenstand aus Holz, Glas usw. Ein leitenderMetalldraht leitet hiernach die Elektrizität nur insofern, als er sie zwingt, anseiner Oberfläche zu bleiben und sich nicht zu zerstreuen. Die Elektrizitäts tau t sich längs des Drahtes und fließt an ihm dahin, vielleicht, indem siekreisende Bewegungen um ihn ausführt.Telegraphie ohne Draht oder Fnnkentelegraphie. Durch geeigneteVerwendung der elektrischen Wellen gelingt es, ohne Anwendung eines Leitungs.drahtes bestimmte Zeichen von Ort zu Ort zu übertragen: zu telegraphieren.(Marconi, 1897.) Der hierbei zur Verwendung kommende Apparat besteht auseinem Absender und einem Empfänger (vgl. Abb. 153). Ersterer enthält alswichtigsten Bestandteil den Oszillator oder Radiator (Bd), von dem die elektri-http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig16. Elektrische Wellen und Strahlen und Radioaktivität. 239sehen Strahlen bzw. Wellen ihren Au~gang nehmen. Der Radiator besteht auszwei zum Teil in einem Vaselinbade steckenden ~Ietallkugeln (K, K), denen zweikleinere Metallkngeln (K', K') gegenüberstehen. Die letzteren sind mit den Poleneines Induktors (J) verbunden, der durch die Batterie BI in Tätigkeit versetztwird, sobald der in die Batterieleitung eingeschaltete Taster (oder die Taste) ']'niedergedrückt und dadurch der Strom geschlossen wird. Wenn dies geschieht, verbreitensich die von den Funkenstrecken KK'-KK' des Oszillators oder Radiatorsausgehenden Wellen durch die Luft und treffen auf den sog. K 0 h ä r e roder Fritter (0), einen eigenartigen Bestandteil des Empfängers, erfunden vonBranly i. J. 1890. Derselbe ist eine Glasröhre, in die von beiden Enden hersogenannte Polschuhe (kleine Silberzylinder) eingesetzt sind, zwischen denen sichein Gemisch aus Nickel- und Silberfeilspänen nebst einer Spur Quecksilber befindet.Aufien tragen die Pol drähte des Kohärers zwei Kupferblechstreifen, dieFlügel (F, F), welche ein besseres Auffnngen der vom Absender kommendenelektrischen Wellen bewirken. Die Pol drähte des Kohärers führen nun zu einergalvanischen Batterie (B 2), in deren Stromkreis ein Relais (R -- vgl. S. 224)eingeschaltet ist. Für gewöhnlich ist dieser Stromkreis nicht geschlossen, daAbsenderAbb. 153.Telegrapllie ohne Draht.das Metallfeilicht des Kohärers eine Unterbrechung herstellt. Sobald aber elektrischeWellen auf den Kohärer treffen, ordnen sich die Feilspäne derartig, daßihr Widerstand verringert und der Strom geschlossen wird. Alsdann wird vermittelstdes Relais ein zweiter Stromkreis des Empfängers, der von der BatterieBa ausgeht upd in den ein Morsescher Schreibapparat OIe[) eingeschaltet ist, geschlossen,so daß dieser in entsprechender Weise, wie die Taste T niedergedrücktund losgelassen wird, die bekannten telegraphischen Schriftzeichen produziert.Da nun die Metallfeilspäne des Kohärers, nachdem sie sich durch denEinflufi der vom Radiator kommenden elektrischen Wellen geordnet haben, nichtvon selbst wieder durcheinander fallen, wird dies durch den sogenannten Klopfer(Kl) bewerkstelligt, einen kleinen, in die Strombahn der Batterie Ba eingeschaltetenElektromagnet, dessen Anker mit einem Hämmerchen versehen ist,welches bei jedem Stromschlufi an den Kohärer schlägt.Die Aus sen dun g der Schwingungen wird dadurch gefördert, dafi man andem einen Pol der Funkenstrecke einen langen (60 m und darüber) in die Luftemporragenden Draht, die sogenannte Antenne, befestigt, während zugleichder andere Pol der Funkenstrecke zur Erde abgeleitet wird. Neuerdings verbindetman die Sender-Antenne nicht unmittelbar mit dem Oszillator, sondernläfit sie, nur zur Erde abgeleitet, offen. Die Pole des Oszillators dagegen werden- unter Einschaltung eines aus Leydener Flaschen bestehenden Kondensators- miteinander verbunden, so dafi der Absender einen geschlossenen Schwingungskreisdarstellt, in dessen Verlauf eine Drahtrolle eingeschaltet wird, die einermit der An te n n e verbundenen zweiten Drahtrolle gegenübergestellt wird undauf sie induzierend einwirkt, indem beide so einen (Tesla-)Transformator bilden,Die von der Antenne in den Äther ausgestrahlten Wellen gehen durchnichtleitonde Körper entweder ungehindert oder unter Auftreten von Beugungs-http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig240 übersichtstabelle verschiedener Geschwindigkeiten.erscheinungen hindurch, während sie von Leitern teils reflektiert werden, teils- namentlich wenn sie senkrecht auf die Leiter treffen - in diesen wieder elektrischeSchwingungen, ähnlich denen in der Sender-Antenne, erzeugen. Letzteresgeschieht nun mit einer am Empfangsort errichteten, mit der Sender-Antennegleichartigen Empfänger-Antenne; von dieser treten die Schwingungen dann inden mit ihr verbundenen Kohärer.Statt des Kohärers wird neuerdings bei Versuchen auf weite Entfernungender von Marconi (1902) konstruierte Detektor verwendet (genauer: derH y s t e res i s - Detektor - vgl. das Folgende -, denn im weiteren Sinne istauch der Kohärer ein Detektor, d. h. ein Apparat, dessen Wirksamkeit durchelektTische Schwingungen zur Ans lös n n g kommt).Die Einrichtung des Hysteresis-Detektors beruht darauf, daß ein StückEisen, das einer rotierenden Magnetisierung ausgesetzt wird, die mstgnetischeStärke des magnetisierenden Apparats (des Magnetfeldes) stets etwas späterannimmt, bzw. bei Abnahme der magnetischen Kraft etwas länger beibehält.Diese Phasenverschiebung beruht auf einer in der Koerzitivkraft begründetenEigenschaft des Eisens, die man Hysteresis genannt hat. Sie versch windet,wenn da s Eis en von elek tris ch en Wellen getroff en wird, und dieserVorgang macht sich in einem in die Dmhtumwicklung des Eisens eingeschaltetenTelephon als Ton bemerkbar.Wenn man die Schwingungen des gebenden und des empfangenden Apparatsanf eine verabredete Wellenlänge abstimmt (also die Resonanzzu"Hilfe nimmt) und ferner nur stark go däm pfto Wellen aussendet, kannman es erreichen, ausschließlich nach einer be s tim m t e n Station zu telegraphieren,während andere von der Aufnahme des Telegramms oder "Funkspruchs"ausgeschlossen bleiben.Übersichtstabelle verschiedener Geschwindigkeitenfür 1 Sekunde berechnet (wenn nichts anderes vermerkt ist).Schnecke 0,0016 m.Schildkröte 0,002 m.Fische 0,2 - 0,3 m.Pferd im Schritt 1,1 m." im Trab vor einem Wagen 2,08 m." im Galopp 4,5 m.Reitpferd in gestrecktem Trab 4,9 m." im Karriere 12,37 m.Stubenfliege 1,6-7,ö m.Haustaube 13 m.Brieftaube 17-30 m.Adler 24 m.Hausschwalbe bis 60 m.Rauchschwalbe bis 90 m.Soldat 1,50-1,85 m.(1 km wird in 9-11 Min. zurückgelegt,oder - im Durchschnitt -100. m in 1 Minute; bei Steigungenim Gebirge weniger: durchschnittlich1 km in 15 Min.)Schnell äufer . bei längerem Wege 2,6 m,bei kurzem \Vege 8,93 m.Wasser (der meisten norddeutschenStröme) 0,9 m.Wind 1,0-12,5 m.Orkan bis 40 m.Steinwurf 17 m.GeschOß des deutschen Infanteriegewehrs645 m.GeschOß der deutschen Feldartillerie442 m.GeschOß der deutschen Schiffsartillerie610 m.GeschOß des 34 ern-Geschützes vonKrupp 1200 m.Fahrrad (Tourenrad) 4,4 m; größte erreichteGeschwind. bei Rennfahrten23,5 m.Motorwagen (Automobil) 4,1'7 m; in1 Stde. 15 km (vgl. die Geschw. einesReitpferdes in gestrecktem Trab).Aufierhalb der Bebauungsgrenze anfgeraden, ii bersichtlichen Wegen bis33,50 m pro SeI.. (ca. 120 km proStde.) Höchste Geschw. bei Wettfahrten160 km pro Stde.Güterzug auf deutschen Bahnen (zulässigesMaximum, je nach dem Ge-http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweigübersichtstabelle verschiedener Geschwindigkeiten. 241fälle und den zu nehmenden Kurven)12,5-16,6 m. .Personenzug (desgl.) 16,6-22,2 m.Schnellzug (desgl.) 22,2-27,7 m.Pro Stunde ist die Geschwindigkeit:für Güterzüge 45 - ,60 km,für Personenzüge 60-80 km,für Schnellzüge 80-100 km.Elektr. Schnellbahn 58,3 m. -Segelschiff 4,6 m.Segeljacht 8,02 m.Personenschnelldampfer 13,1 m.Kriegsschiffe 10,42-17,70 m.Ein Punkt des Aquators 465,11 Jll(in 24 Stunden den ganzen Umfangdes Aquators = rund 5400Meilen oder 40500 km).Die Erde in ihrer Bahn um die Sonne29761 m.Schall 330 m.Licht 40 000 Meilen = 300000 km =300 000 000 moder 300 Millionen m,genauer 305684636 m.Elektrischer Entladungsschlag der Ley­- dener Flasche 60000 Meilen = 450 000km = 450000000 moder 450 Mill. m.Galvanischer Strom (im Telegraphendraht)1600 Meilen = 12000 km =12000000 moder 12 Mill. m, genauer11690000 m.Elektrische Wellen, z. B. bei der Telegraphieohne Draht, 40 000 Meilen,d. h. = der Lichtgeschwindigkeit(vgl. oben).Elektronen (genauer: negative Elektronenvon der Art der Kathodenstrahlenoder (I-Strahlen) verschieden,da es eine Art Spektrum vonKathodenstrahlen gilit: 100000 kmbis 160000 km = 1600COOOO moder160 Mill. m = 21333 Meilen (d. h.ungefähr = der halben Lichtgeschwindigkeit).Kaufmann hat biszu 236000, ja 283000 km Geschwin-. digkeit pro Sekunde beobachtet.a-Strahlen (Anoden- od. Kanalstrahlen)nach Rutherford 15600-22500 km= 15600000 - 22500000 moder15L/2~221/2 Mil!. mj nach Untersuchungenüber ihre Entstehung alsKanalstrahlen nur 300-1500 km= 300000-1500000 m.Die ScLiffsgeschwindigkeit wirdseemännisc h nach Knoten angegeben.Sie wird mittels des Logapparatsgemessen. Derselbe besteht ausder mit Knoten versehenen Logleine,die ins Meer ausgeworfen wird, und demLogglas, einer Sanduhr, die in 14 oderin 28 Sekunden abläuft. Die Anzahl derStrecken von Knoten zu Knoten oderkurz: die Knoten während eines Ablaufsdes Logglases werden gezählt.NU!l-ist .die Knotenlänge so gewählt,daß SOVIel Knoten während eines Ablaufsdes Logglases auslaufen, wie dasSchiff in einer StundeSeemeile-n(1 Seemeile = 1852 m oder ca. '/. geogr.Meile) zurücklegt. Läuft das Logglasin 14 Sekunden ab, so mUß hiernach1 Knotenlänge (da 1 Stunde = 3600Sekunden ist) 3~~ von 1 Seemeile =143600' 1852_ m betragen = 7,2 m. Denn(genauer):Legt ein Schiff in 1 Std. = 3600 Sek.x Seemeilen = x . 1852 m zurück, solegt es in 14 Sek.x .1852 .143600 mzurück.Da das Schiff nun in dieser Zeitandrerseits x Knoten zurücklegen soll,so mUß, wenn 1 Knoten mit K bezeichnetwird:1852.14 14_x.K=x. 3600 oderK=3600 ~ 1802=7,2 m sein.Die während eines Ablaufs desI:oggiases zuriickgel~gte KnotenzahlgIbt nach dem Gesagten unmittelbardie Zahl der pro Stunde zurÜckgelegtenSeemeilen an.In Knoten Itusgeurnckt, sind dieoben _ angegebenen Dampforgeschwindigkeiten:Personen-Schnelldampfer (pro Sek.13,1 m): 25 Knoten pro Stunde.Kriegsschiffe (pro Soko 10,42 bis17,70 m): 20-34 Knoten proStunde.Schule der Pharmazie. IlL 4. Aud.16http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek BraunschweigSachregister.(Die beigesetzten Zahlen geben die Seiten an.)Abdampfen 21.a-, ß- und r-Strahlung 236.Absorption 18; des Lichts 109.Absorptionsspektrum 135.Absorptionsvermögen des Lichts 135.Abstoßende Kraft 12.Abstoßung, elektrische 178, 179; magnetische194; von elektrischen Stromleitern220.Achromatische (Doppel-)Linse 123, 132.Achsa, Kristall- 22; magnetische 193;optische 26, 140.Adaptation des Auges 125.Adhäsion 12, 15, 16; A. und spez. Gew.74; Adhäsionsbahn 43.Adiatherman 174.Adsorption 18. ..Aggregatzustände 12; Anderung derselben155.Agone 196.Akkommodation des Auges 126, 127.Akkumulator 202.Aktion und Reaktion, Prinzip derGleichheit beider 43.Akustik 100.Alkoholometer 74.Aluminiumfenster 233.Amalgam, Kienmayersches 186.Amalgamieren 18.Amorph 19.Ampere (Maßeinheit) 213, 214.Amperemeter 215.Amperesehe Regel 212.Amperes Theorie des Magnetismus 221.Amplitude der Oszillation 58, 97.Analysator 142.Analysierende Vorrichtung 141.Anelektrisch 178.Aneroidbarometer 83, 85.Anion 204.Anisometropie des Auges ·127.Anisotrop 20, 28, 140.Anker eines Magnets 194; einer Dynamomaschine229-230.Anode 204.Anodenstrahlen 236.Antenne 239.Anziehung, elektrische 178; magnetische193, 194; von Eisenspänendurch einen elektrischen Strom 222;von elektrischen Stromleitern 220.~nziehungskraft (der Erde) 9.Aquivalent, mechanisches, der Wärme176.Äquivalentgewicht 206.Aräometer 72.Arbeit, mechanische 42; elektrische 215;Erhaltung der Arbeit 177-178; Maßder Arbeit 42; Maß der elektrischenArbeit 210.Arbeitseffekt 43, 215; Arbeitsstärke 43.Archimedisches Gesetz oder Prinzip66-67, 94.Armatur, Armierung, magnetische 194,228.Artesischer Brunnen 63.Astatische Nadel 212.Asymmetrisches Kohlenstoffatom 144.~symmetrisches System 26.Ather, Welt- oder Licht- 106; -Stöße 12.Atherman 174.Atmosphärendruck 83.Atmosphärische Elektrizität 192.Atom 8.Atomwärme 172.Attraktion 9.Atwoodsche Fallmaschine 32-33.Auerlicht 109.Auflösung 18.Aufschwemmen 18.Auftrieb in Flüssigkeiten 66; in Luft 94.Auge 124. ..Ausdehnung 1, 6; A. durch die Wärme146; unregelmäßige A. des Wassers151; Kälteerzeugung durch A. 153.Ausdehnungskoeffizient 152.Ausfallswinkel 95, UO.Ausflußgeschwindigkeit d. Flüssigkeiten64.Ausscheiden, Ausscheidung 19.Ausströmungsgeschwindigkeit der Gase88.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek BraunschweigSachregister. 243Außerordentlicher Strahl 141.Avogadrosches Gesetz 163.Balancier 165, 166.Balancieren 52.Ballistische Kurve 40.Barometer 83.Baryzentrum 51.Batterie, elektrische 191; galvanische200-201.Becquerelstrahlen 134, 235.Beharrungsgesetz, -vermögen 2, 3.Benetzung 16, 74-75.Benzinmotor 170.Berührungs-Elektrizität 199.Beschleunigung, Beschleunigungswiderstand3.Beugung 99; des Lichts 138.Bewegung, Arten derselben 2; Erlöschenderselben 4.Bewegungen, Übereinanderlagerungkleiner 99.Bewegungsfähigkeit 1.Bewegungsgröße 36; der Körpermoleküle146, 172.Bild, optisches, reelles, scheinbares odervirtuelles 111.Bildpunkt 111, 114.Binokulares Sehen 127.Biograph 128.B\asebalg 78.Bleilot 29.Bleuelstange oder Pleuelstange 166, 169.Blitz 192.Blitzableiter 193.Bodendruck in Flüssigkeiten 63.Bogenlampe, elektrische 207.Bogenlicht, elektrisches 206.Bolometer 232.Boylesches (oder Mariotte-Boylesches)• Gesetz 80.Brachymetropie des Auges 127.Brahmasehe Presse 62.Braunstein-Element 202.Brechung des Lichts 116.Brechungsexponent 11'6.Brechungsgesetz, SnelIiussches II 6.Brechungswinkel 116.Bremer-Licht 209.Brennfläche eines Hohlspiegels 113;einer Konvexlinse 119.Brennkurve, Brennlinie 113.Brennpunkt eines sphärischen Spiegels113; einer Linse 119.Brennweite eines sphärischen Spiegels113; einer Linse 119.Brille 127.Brückenwage 57.Bunsensche Kette oder Bunsensches Element202.Bürette 64.Bürste 190, 229.Büschelentladung, elektrische 181, 192,211.Bussole 197; Tangenten- 212.Buys-Ballotsches Windgesetz 148.Camera obscura 108.Cartesianischer Taucher 67.C. G. S.-System 10.Chemische Wirkungen des Lichts 136.Chladnif\che Klangfiguren 104,Chromatische Abweichung 132.Chromatische Tonleiter 103.Chromsäure-Element 201.Compoundmaschine 230.Cortische Fasern 105.Coulomb (Maßeinheit) 213.Coulombs Gesetz der magnetischen undder elektrischen Anziehung und Abstoßung195-196, 213.Crookessche Röhre 211, 232.Daltonsches Gesetz 17, 162-163.Dampfdruck, Erniedrigung desselben160.Dampfmaschine 164; atmosphärische168; mit Kondensation, ohne Kondensation165.Dampfsättigung 162.Dampfschiff 170.Dampfsteuerung (bei der Dampfmaschine)166.DanieIIsche Kette oder DanieIIsches Element202.Davyscher Lichtbogen 206.Dekantieren 18.Deklination, magnetische 196.Deklinationsnadel 197.Densimeter 72 .Destillation 157; fraktionierte 158 ;trockene 158.Detektor 240.Dezimalwage 57.Diakaustische Fläche 119.Dialysator, Dialyse 77.Diamagnetische Körper 196.Diatherman 174.Diatonische Tonleiter 103.Dichte, Dichtigkeit 68; Abnahme derselbenbei Erwärmung 154.Dichtigkeits-Wage 70.Dielektrikum 181; 209-211.Differentialhebelpresse 49.·Differentiallampe, elektrische 207.Diffraktion des Lichts 138.Diffusion 17.Dihexaeder 26.Dimorph, Dimorphie 26.Dioptrik 116.Diosmose 77.J 6"http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

sehenDigitale Bibliothek Braunschweig244 Sachregister.Dispersion des Lichts 128; anomale Dispersiondes Lichts 134.Dissonanz 106.Dissoziation, elektrolytische 160, 203,205.Döbereinersches Feuerzeug 18.Doppelbrechung 140.Doppelstrich, magnetisch~.r 194.Dopplers Prinzip (der Anderung ([erTonhöhe) 102.Drachen, elektrischer 192.Drapersches Gesetz 109.Drehstrom 231.Drehungsmoment 48.Dreieckschaltung einer Dynamomaschine231.Dreiphasenstrom 231.Druck, Ausbreitung desselben in einemfesten Körper und in einer Flüssigkeit61-62; in einem Gase 82;innerer Druck bei Gasen 78; von Gasgemischen- siehe Daltonsches Gesetz17, 162-163.Druckpumpe 88.Druck- oder Typentelegraph 224.Duboscqsche Lampe 121.Dührings Gesetze über das Zwischen-. volum der Gase 80, 154, 163, 164.Dulong-Petitsches Gesetz 172.Dunkelkammer 108.Dur-Tonart 103.:9urchscheinende, durchsichtige Körper109.:9yn, Dyne 36.Dynamik, dynamisch 13.Dynamoelektrische Maschine, Dynamomaschine,Dynamoelektrizität 227.Echo 101.Ecke, kristallographische 22.Effekt 42, 43, 215.Einfallslot 95, 1l0, 113. >Einfallswinkel 95, 1l0, 118.Eismaschine, Äther- 162; Carresche 161.Elastizität 13; der Gase 15, 78.Elektrische Anziehung und Abstoßung178-179; Eisenbahn 230; Entladung181,191,209; in Geißlersehen Röhren211; in Crookesschen oder Hittorf-Röhren 232; Klingel 225 ; Lampe202, 207; Spannung 181; Strahlen237; Uhr 225; Verteilung 185; Wellen232, 237, 238.Elektrischer Drachen 192; Funke 181,191, 206, 209-211; Haustelegraph225; Strom 198, 201; Fortpflanzungsgeschwindigkeitdesselben 224; Teilungdes elektrischen Stroms 208-209; Wirkungen des elektro Stroms203, 206, 212, 220.Elektrisches Ei 211; Feld 181; Licht206; Luftthermometer 192; Pendel179; Potential 181.Elektrisiermaschine, Influenz- 188; Reibungs-186.Elektrizität 178; atmosphärische 192;Berührungs- oder Kontakt- 199; Fortpflanzungsgeschwindigkeitderselben192, 224, 238; freie, gebundene 185;galvanische 197, 199; Glas-, Harz-179; Influcnz-185; Leitung der Elektr.178-179; Natur derselben 180; negative179; neutrale 180; positive 179;Rcibungs- 178; statische 199; strömende197.Elektrochemische Einheit 214.Elektrode 188, 190, 201, 204, 209.Elektrodynamik 227.Elektrodynamische Wechselwirkung vonStromleitern 220.Elektrodynamischer Rotationsapparat227.Elektrodynamisches Prinzip 229.Elektrolyse 203; des Wassers 204.Elektrolyt 203; Dissoziation der Elektrolyte160, 203, 205.Elektromagnet, Elektromagnetismus220 .Elektromagnetische Einheit 213, 214.Elektromotor 227. 230.Elektromotorische Kraft .200; Einheitderselben 214.Elektron, Elektronen-Theorie 236.Elektrophor 187.Elektroskop 183.Elektrostatische Einheit 181, 213.Elektrostatische Kapazität 183, 214.Element, galvanisches 200, 202.Elmsfeuer, Skt.- 192.Emanation der radioaktiven Stoffe 235.Emanationstheorie, Emissionstheorie d.Lichts 106.E.M.E. (abs. elektromagn. Einheit) 214.Emissionsspektrum 134, 135.Emissionsvermögen d. Lichts 135.Emmetropic des Auges 127.Emulsion 17.Enantiomorphie 144.Endosmose 77.Endothermisch 175.Energie 37, 42; der Bewegung oderkinetische 42, 178; der Lage oderpotentielle 42, 178; Erhaltung derEnergie 177-178.Entlader 191.Entladung, elektrische 181, 191, 209;Wirkungen derselben 191.Entladungsfunke 181, 191.Entladungsschlag, elektrischer, Geschwindigkeitdesselben 192.Entropie 177.Erdmaguetismus 196.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek BraunschweigSachregister.24qErg 42.Erstarren, Erstarrung 20, 155.Erstarrungstemperatur 155.Erweichen 155.Exosmose 77.Exothermisch 175.Expansionskraft 12.Expansivkraft der Gase 78.Extraktpresse, Realsehe 63.Extraordinärer Strahl 141.Extrastrom 218-219.Exzenter, exzentrische Scheibe 167.Fall, freier 9, 29; im leeren Raum 34;auf der schiefen Ebene 40; -Beschleunigung34; -Gesetze 30 u. f.; -Maschine,Atwoodsche 32-33; -Richtung29; -Rinne 32; -Röhre 34.Farad (Maßeinheit) 214.Farben, Komplementär- 130; Körper-131; dünner Blättchen 139; natürliche131; Spektral- 128, 129; -Theorie,Newtons 129.Farbenkreisel, Newtons 129.Farbenzerstreuungsvermögen 132.Fata morgana 117.Feldmagnet 229.Fernrohr 124.Fernsprecher 226.Feste Körper 12, 13, 47.Festigkeit 13.Feuchtigkeit, absolute, relativc 164.Feuerspritze 89.Fieberthermometer 151.Flächenwinkel 22.Flammenfärbungen 109.Flaschenelement 201.Flaschenzug 50.Fliehkraft 45.Flüchtigkeit der Flüssigkeiten 158.Fluidum, elektrisches 180.Fluoreszenz 132, 211, 233, 235.Flüssige Körper, Flüssigkeiten 12, 14, 61.Flüssigkeitsoberfläche 61.Flüstergewölbe 101.Fokus einer Linse 119; eines sphärischenSpiegels 113.Fokusröhre 234.Fortpflanzungsgeschwindigkeit bei Wellenbewegungen98; der Anoden- oderKanalstrahlen 237; der elektrischenWellen 238; des elektrischen Entladungsschlags192; des elektrischenStroms 224; der Farben 129; der Kathoden-oder (3 - Strahlen 237; des(weißen) Lichts 108; des Schalls 100.(Vgl. auch die Tabelle S. 240.)Franklinsche Tafel 191.Fraunhofersche Linien 134.Fresnelsche Linse 122.Fritter 239.Fundamentalabstand, Fundamentalpunktedes Thermometers 149.Funke, elektrischer 181, 191, 206, 209.Funkeninduktor 218, 219.Funkenstrecke 210, 239.Funkentelegraphie 238.Galaktometer 74.Galvanisation 205.Galvanische Batterie 200, 201; Elektri~zität 197, 199; Kette, offene und ge·schlossenc 200; Vergoldung usw. 15,205.Galvanischer Lichtbogen 206; Strom198, 200.Galvanisches Element 200, 202.Galvanismus 199; physiologische Wirkungendesselben 216.Galvanometer 212; Spiegel- 224.Galvanoplastik, Galvanostegie 205.Gasdruck eines Gemisches 17, 163.Gase, gasförmige Körper 12, 15, 78.Gaskonstante 155.Gaskraftmaschine, Gasmotor 170.Gasometer 78.Gastheorie, kinetische 153.Gauß (Maßeinheit) 214.Gay-Lussacsches Gesetz 152

Digitale Bibliothek Braunschweig246 Sachregister.Graßmannscher Hahn 91.Gravitation 9.Gravitationsgesetz 11.Gravitationskonstante 12.Haarrohr 76.Hahn, Glas-, Quetsch- 64; Graßmannscher91; Vierwege- 91.Halbflächner 21, 25, 26.Härte, Härteskala 13.Hauchfiguren 17.Hauptpunkte einer Konvexlinse 119.Hauptschnitt eines Kristalls 141.Haustelegraph, elektrischer 225.Hebel 47; Winkelhebel 48, 167, 168.Hebelgesetz 47 u. f.Heber-Apparate 86.Heberbarometer 84.Heißluftmaschine 170.Heliostat 112.Hemiedrisch 25.Hertzsehe Strahlen elektrischer Kraft237.Heterogen 197.Heteromorph 27.Heterotrop 28.Hexaeder 24.Hexagonales System 26.Hittorfsehe Röhre 211, 232.Hochdruckmaschine 165, 168.Hofmannscher W asserzersetzungsa pparat204.Höhenmessung 85.Hohlspiegel 112, 115.Holoedrisch 25.Holosteric (Aneroidbarometer von Vidi)85.Homogen 20.Homogenes Licht 130.Horizontal 29.Hörrohr 101.Hydraulische Presse 62.Hydromechanik 61.Hydrostatische Wage 69.Hygrometer 164.Hygroskopisch, Hygroskopizität 18, 164.Hypermetropie oder Hyperopie desAuges 127.Hypothese 9.Hysteresis, H.-Detektor 240.Jacobische Einheit 214.Immersion 124.Imponderabler Stoff 106.Indifferenzzone, magnetische 193.Induktion, elektrische 216; magnetische225.Induktionsapparat 217, 218.Induktionsstrom 217.Induktor, Funken-, Ruhmkorffscher218.Influenz-Elektrizität 185.Influenz, magnetische 194.Infrarot des Spektrums 136.Inhalationsapparat 88.Inklination, magnetische 196, 197.Inklinationsnadel 197.Intensität der elektrischen Anziehungund Abstoßung 196, 213; des Erdmagnetismus197; der magnetischenAnziehung und Abstoßung 195-196;des elektrischen Stroms 205, 213;des Lichtes 108, 110, 124, 134; desSchalls 100, 104.Interferenz 99; des Lichtes 138.Intervall, musikalisches 102.Ion, Ionen (Ionten) 203; Wanderungderselben 205.Ionisierung der Gase 233,235, 236.Joule (Maßeinheit) 43; Joulesches Gesetz215.Isochronismus der Schwingungen 59.Isogon 26, 28.Isogonen 196.Isoklinen 197.Isolatoren der Elektrizität 179.Isolierschemel 192.Isomolekulare Lösung 163.Isomorph 26, 27.Isotonische Lösung 163.Isotrop 26, 28, 140.Kabel, elektrisches 224.Kaleidoskop 112.Kalorie 159.Kalorimeter 171.Kalorische Maschine 170.Kälte 146.Kälteerzeugung durch Ausdehnung 153.Kältemischung 149, 160.Kanalwage 63.Kanalstrahlen 236.Kante, kristallographische 22.Kantenwinkel 22.Kapazität, elektrostatische 183, 214.Kapillaranalyse 76.Kapillarität 75.Kapillarrohr 76.Katakaustische Fläche, katakaustischeLinie 113.Kathode 204.Kathodenstrahlen 232, 236.Kation 204.Katoptrik 110.Kegel, schwebender 51.Keil 43.Kette, galvanische 200; konstante 202.Kienmayersches Amalgam 186.Kilogramm.Meter 42.Kilowatt, Kilowattstunde 43.Kinematograph, Kinetograph, Kinetoskop128.Kinetische Energie 42, 178.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek BraunschweigKinetische Gastheorie 153.Kirchhoffscher Satz über Absorptionund Emission des Lichts 135.Kirchhoffs Gesetze der elektrischenStromverzweigung 209.Klären 18.Klangfarbe 104.Klangfiguren, Chladnische 104.Kleistsche Flasche 191.Klinorhombisches System 26.Klinorhomboidisches System 26.Knallbüchse 79.Kochen 156.Koercible Gase 162.Koercitivkraft 194.Kohärer 239.Kohäsion 12.Kollektivlinse 123.Kollektor 229.Kollimatorlinse 121, 135.Kolloidsubstanzen 77.Kommunizierende Gefäße 63.Kommunikationsrohr 101.Kommutator 212, 229.Kompaß 197.Kompensationspendel 147.Komplementärfarben 130.Komponente (Kraft-) 39.Kompressibel, Kompression 78, 89;Wärmeerzeugung durch dieselbe 153.Kondensation, Kondensationspunkt 156.Kondensator, Dampf- 166; elektrischer199, 219.Konduktorl86 ;Konduktorkugel187,209.Konkavlinse 121.Konkavspiegel 112.Konsonanz 106.Kontakt-Elektrizität 199.Konvexlinse 119.Konvexspiegel 115.Koronastrahlen 235.Körper 1; Körpermaße 7.Korpuskel 236.Kraft 1; Arten derselben 35; bewegende178; Erhaltung der Kraft 177; lebendige42; momentan·und dauernd wirkende4, 35; Pferde- 43; Spann- 178.Kraftimpuls 36.Kraftleistung 19, 37, 42.Kraftlinien, elektrische 182, 222; magnetische195.Kraftröhre, elektrische 182.Kräfte, Parallelogramm derselben 38;Zusammensetzung derselben 38.Kreuzkopf 169.Krimstecher 124.Kristall 19, 20; negativer, positiver 141.Kristallachse 22.. Kristallelektrizität 232.Kristallform 19, 21; ideale 23.Kristallinisch 20.Sachregister. 247KristaIImehl 20.KristaIIographie 19.Kristalloidsubstanzen 77.Kristallsystem 22. .Kristallwasser 21.Kritische Temperatur, kritischer Zu·stand 162.Kubus 24.Kühler, Liebigscher; Kühlgefäß 158.Kurzschluß, elektrischer 216.Kurzsichtigkeit 127.Labil 52.Laktometer 74.Längenmaße 6.Latente Wärme 159.Latema magica 12l.Laugenspindel 74.Lebende Photographien 128.Lebensrad 128. .LeclancM-Element 202.Legierung 18.Leidenfrostsches Phänomen 157.Leistungsfähigkeit einer Maschine 43.Leiter der Elektrizität 178; des elektrischenStroms 200; erster und zweiterKlasse 200.Leitungsfähigkeit, elektrische, der Metalle212, 213.Leitungswiderstand, elektrischer 212.Lenardsche Strahlen 233.Lenzsehe Regel 226.Leuchten 108, 109.Leuchtfarbe, Leuchtmaterie, Balmainsehe;Leuchtsteine, Bologneser 133.Leuchtturm-Linsen 122.Leydener Flasche 19l.Libelle 61.Licht 106; Ausbreitung desselben 107;Beugung oder Diffraktion desselben138; Brechung oder Refraktion desselben116; chemische Wirkungen desselben136; Fortpflanzungsgeschwindigkeitdesselben 108; homogenes odermonochromatisches 130; Interferenzdesselben 138; Natur desselben 100;Polarisation desselben 139; Reflexiondesselben 110; Wärmewirkungen desselben136; Zerstreuung oder Dispersiondesselben 128.Lichtäther 106.Lichtbogen, Davyscher oder galvanischer206.Lichtenbergsehe Figuren 180.Lichtspektrum 129, 134.Liebigscher Kühler 158.Linienstrom 224.Linsen, optische, Lichtbrechung in denselben118 .Logapparat 24l.Löslichkeit 20.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig248 Sachregister.Lösung 18, 19.Lösungstheorie, van't Hoffschc 163.Lösungswärme 160.Lokalbatterie 225.Lokomotive 170.Longitudinalschwingungen 99, 100.Lot, lotrecht 29.Luft, Schwere derselben 82.Luftballon 94.Luftdepression 147, 148.Luftdruck 82.Luftförmige Körper 12, 15, 78.Luftgewehr 79.Luftminimum 148.Luftpumpe 90; Versuche mit derselben93; Radfahr-Luftpumpe 95.Luftschiff 94.Luftspiegelung 117.Luftthermometer 150; elektrisches 192.Luftwiderstand 4.Lumineszenz 109, 133.Lupe 120.Magdeburger Halbkugeln 94.Magnet, Hufeisen- 194; künstlicher 193;natürlicher 193; Stahl- 193.Magnetische Achse 193; Anziehung undAbstoßung 194; Armierung 194; Induktion225; Influenz 194; Kraftlinienoder Kurven 195; magnetischeund diamag~~tische Körper 196.Magnetischer Aquator 197; Meridian197; Pol 193.Magnetisches Feld 195; Magazin 194.Magnetismus 193; Erd- 196; Nord- undSüd- 194; remanenter 229; AmperesTheorie desselben 221.Magnetnadel 194.Magnetoelektrizität 225.Magnetoelektrischer Rotationsapparat226.Magnetpole 193; der Erde 196.Manometer 89, 166.Mariotte-Boylesches Gesetz 80.Mariotte-Gay-Lussacsches Gesetz 153.Masse 9.Massen-Atom 8.Massen-Mittelpunkt 51.Maßanalyse, chemische 64, 86.Maße: Längen-, Flächen-, Körper-Maße6,7; Gewichts-M. 10; M. für die Arbeit42; für den Effekt 43; für die Kraft36, 37; magnetische und elektrische181-183, 213-216; für die Wärme159, 171, 176.Maßsystem, absolutes 10.Materie 1; strahlende 236; Zusammensetzungder M. 28.Mechanik, allgemeine 29; der festenKörper 47; der flüssigen Körper 61;der ·luftförmigen Körper 78; goldeneRegel der Mechanik 42.Mechanische Wärmetheorie 176.Mechanischer Vorteil und Nachteil 42.Mechanisches Wärmeäquivalent 176.Medizinalgewichte 10.Megerg 42.Megohm 214.Mehrphasenstrom 231.Meniskus, konkaver und konvexer 76.Metallic (Aneroidbarometer v. Bourdon)85.Meteorologie 86.Mikrofarad 214.Mikrohm 214.Mikrometerschraube 44.Mikron 6.Mikrophon 227.Mikroskop 122.Mischung 17.Mitschwingen, Mittönen 105.M.K.S.-System 11.Mohrsche Wage 70.Molare Bewegung 38.Molekel, Molekül 8.Molekularaggregat 20, 28.Molekularbewegung 38, 146, 153, 155,160, 163, 176.Molekulardepression 160.Molekularkräfte 12.Moll-Tonart 103.Moment, magnetisches 214; statisches 48.Monochromatisches Licht 130.Monoklines oder monosymmetrischesSystem 26.Montgolfiere 94.Morsescher Schreibtelegraph 223.Motor, Benzin-, Gas-, Elektro- 227, 230_Multiplikator 212.Musikalische Temperatur 103.Musikinstrumente 103.Mutoskop 128.Mutterlauge 21.Myopie des Auges 127.Nachbild 128, 131.Nachhall 101.Nähepunkt des Auges 127.Nebenspirale 217.Neefscher Hammer 218.Nernst-Lampe 209.Nicholsonsche Senkwage 69.Nichtleiter der Elektrizität 178.Nicolsches Prisma 142.Niederdruckmaschine 165.Niederschlag 164.Niveaufläche, elektrische 182.Nivellierwage 63.Nobertsche Gitter 124, 139.Nordlicht 197.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek BraunschweigNullpunkt des Thermometers 149; absoluterNullpunkt der Temperatur 154.Oberflächenfarben 131.Oberflächenspannung der Flüssigkeiten76.Obertöne 104.~ffnungsfunke 206, 219.Öffnungsstrom, elektrischer 218.Ohm (Maßeinheit) 214.Ohmsches Gesetz 213.Oktaeder, reguläres 24; Quadrat-O. 25.Opernglas 124.Optik 106.Optisch einachsige und zweiachsige Kristalle140.Optische Achse 26, 140.Optische Sensibilisatoren 137.Optischer Mittelpunkt (einer Linse) 119.Ordentlicher' (ordinärer) Strahl 141.Osmose 77, 163.Osmotischer Druck 163.Oszillationsamplitude 58, 97.Oszillationsgeschwindigkeit 97.Oszillator 238.Ozeantelegraph 224.Papinscher Topf 156.Parallelogramm, der Kräfte 38; WattschesP. 167.Partikel, Körperpartikel 28.Peltier-Effekt 232.Pendel 57; elektrisches 179.Pendelgesetze 58.Permanente Gase 162.Pfeife, gedeckte, offene 104.Pferdekraft 43.Phänakistoskop 128.Phasendifferenz 97.Phonograph 106.Phosphoreszenz 133.Photographie 137; farbige 137; lebendePhotographien 128.Photometer, Photometrie HO.Pinakoid 26.Pinkfeuerzeug 176.Pipette 86.Planparallele Platten 117.PlanMsches Element 202.Pleuelstange 166, 169.Pneumatik 78.Pneumatisches Feuerzeug 78, 176.Pol, elektrischer 201; magnetischer 193.Polarisation, des Lichts 139; elektrische202.Polarisations-Apparate 141.Polarisations-Ebene 140; Drehung derselben144; -Element 202; -Winkel 140.Polarisator 142.Polarlicht 197.Poren, porös, Porosität 7.Sachregister. 249Potential, elektrisches 181, 214.Potentialdifferenz 182, 200.Potentialgefälle 182.Presbyopie des Auges 127.Pressen 44, 49, 62, 63.Primäre Spirale 217.Prisma 23, 26; optisches 118, 128; Nicolsches142.Projektionsapparat 121.Propeller eines Luftschiffs 44.Psychrometer, Augusts 164.Pumpe 88; Luft- 90, 95.Pykno-Aräometer 73.Pyknometer 72.Pyroelektrizität 231.Pyrometer 150.Quadratisches System 25.Quadratoktaeder 25.Quecksilberluftpumpe 92.Quellbarkeit 7.Quetschhahn 64.Radfahr-Luftpumpe 95.Radiator 238.Radioaktivität 235.Radiographie 234.Radiolumineszenz 134.Radiumstab 235.Radiumstrahlen 235.Rahmen (einer Dampfmaschine) 169.Raoultsches Gesetz 160.Reaktion und Aktion, Prinzip der Gleichheitbeider 43.Reaktionsrad 65.Reelles Bild 111.Reflektor 115, 124.Reflexion, elastischer Körper 95; derWellen im allgemeinen 97; der Schallwellen101; des Lichts 109, UO u. f.;der Wärmestrahlen 174; der elektrischenWellen 237; totale 117; zerstreute,des Lichts UO.Reflexionswinkel 110.Refraktion des Lichts 116.Refraktor 124.Regulator (einer Dampfmaschine) 46,167, 169.Regenbogenfarben 130.Reguläres System 24.Reibung, Reibungskoeffizient 5.Reibungselektrizität 178.Reif 163.Reiter 71.Relais 224.Repulsivkraft 12.Resonanz 105.Resonator 105.Restfarben 131.Resultante oder Resultierende (resultierendeKraft) 39.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig250 Sacliregister.Rhombendodekaeder 24.Rhombisches System 26.Rhomboeder 26.Riemen ohne Ende 6.Riemenscheibe 6.Röntgenröhre 234.Röntgenstrahlen 233.Rohrpost 95.Rolle 49.Rosesches Metall 155.Rotation eines Magnets um einen elektrischenStrom 222; eines Stromleitersum einen Magnetpol 227.Rotationsapparat, elektrodynamischer227; magnetoelektrischer 226.Saccharimeter 145.Saccharometer 74.Sammellinse 118.Sättigung, Dampf- 157, 162, 164; einerLösung 20, 161.Saugen 86.Saugheber 87.Saugpumpe 88.Säule, quadratische 26; sechsscitige 26;Voltasche 201.Säurenspindel 74.Schädlicher Raum b. d. Luftpumpe 92.Schall, Entstehung und Natur desselben100; Fortpflanzungsgeschwindigkeitdesselben 100; zusammengesetzter 101.SchalIintensität oder -stärke 100.Schallrohr 101.Schallwellen 100.Schaltung einer galvanischen Batterie201; einer Dynamomaschine 230, 231.Schatten 108.Schaukelbrett 49.Schaumbildung von Flüssigkeiten 14.Schaumköpfe der Wellen 97.Scheinwerfer 115.Schiefe Ebene, Fall auf derselben 40;Gesetz derselben, Gleichgewicht aufderselben 41.Schielen 127.Schirm, Fluoreszenz- 234; optischer 111.Schlämmen 18.Schlieren 18.Schließungsdraht, elektrischer 201.Schließungsstrom, elektrischer 217.Schlüssel, telegraphischer 223.Schmelzen, Schmelzpunkt 155.Sehmelzungswärme 159.Schnellseher 128.Schnellwage 56.Schnur ohne Ende 6.Schönen 18.Schraube 43.Schraubenlehre 44.Schweben 67.Schwebender Kegel 51.Schwebungen, akustische 105.Schweißverfahren durch Thermit 175;elektrisches 207.Schwere 9; der Luft 82.Schwerkraft 9.Schwerpunkt 50.Schwimmen 67.Schwingungen 58; Isochronismus derselben59.Schwingungs-Arten 99; -Bäuche 99;-Bogen 58; -Dauer 58, 97,98; -Knoten99; -Phase 97; -Punkt eines physischenPendels 61; -Weite 58, 97; -Zahl58, 97, 98; Schwingungszahlen derTöne 102; der Farben 130.Schwungkraft 45.Schwungrad 166, 167, 169.Scioptikon 12l.Segnersches Wasserrad 65,.Sehen 124; binokulares, stereoskopisches127.Sehpurpur, Sehrot 125.Sehweite 126.Sehwinkel 127.Seilbahn 43.Seitendruck der Flüssigkeiten 65.Sekundärelement 202.Sekundäre Spirale 217.Sekundärstrom 203.Sekundenpendel 60.SelbstIeuchtende Körper 109.Senkblei 29.Senkrecht 29.Senkwage, Nicholsonsche 69.Sensibilisatoren, optische 137.Setzwage 29.Sicherheitsventil 49, 166.Sicherung, elektrische 216.Sichtbarkeit, mangelnde, der LichtstrahlenHO; der Kathodenstrahlen232.Sieden 156.Siedepunkt 149, 156; absoluter 162.Siedetemperatur 156.Siedevilrzi]ge 151.Singen des Wassers 157.Sinnestäuschungen, optische 127.Sirene 1Ol.Sixsches Maximum- und Minimum-Thermometer 151.Skalen-Aräometer 72.SnelIiussches Brechungsgesetz H6.Solenoid 222.Spaltbarkeit 14, 21-22.Spaltungsfläche 22.Spannkraft 178; der Gase 78.Spannung, elektrische 181, 199, 201,209, 214, 219, 238.Spannungsdifferenz, elektrische 200.Spannungskoeffizient der Gase 153.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek BraunschweigSachregister. 251Spannungsreihe, für Reibungselektrizität180; Voltasehe 199-200.Spektralanalyse, Spektralapparat, Spektroskop135-136.Spektralfarben 130.Spektrum, des Lichts 129; der Wärme136; Arten der Lichtspektren 134.Spezifische Wärme 17l.Spezifisches Gewicht 68; fester Körper69; flüssiger Körper 70; luftförmigerKörper 82; sp. Gew. und Adhäsion 74;Flüssigkeiten von verschiedenem sp.Gew. in komm. Röhren 74.Sphäroidaler Zustand der Flüssigkeiten157.Spiegel, ebener oder Plan- HO; HohloderKonkav- 112; Konvex- 115;parabolischer 113; sphärischer 110.Spiegelablesung 112, 224.Spiegelgalvanometer 224.Spiegelsextant 112.Spiegelteleskop 124.Spirale 216; Haupt-, Neben-, pnmare,sekundäre 217; rechts gewundene,links gewundene 22l.Sprachrohr 1Ol.Spritzflasche 79.Stabil 52.Standmesser 63, 166.Statik, statisch 13.Statische Elektrizität 199, 20l.Stechheber 86.Stereometer 90.Stereoskop, stereoskopisches Sehen 127.Steuerung (bei der Dampfmaschine) 166.Stopfbüchse 167.Stoß, zentraler, elastischer Körper 95.Stöße, akustische 105.Strahlen, a-, ß-, r- 236; Anoden- 236;Becquerel- 134,235; elektrischer Kraft237; Kanal- 236; Kathoden- 232;Korona- 235; Lenardsche 233; Licht-107-108; Radium- 235; RöntgenoderX-Strahlen 233; Wärme- 136.Strahlenfilter für Lichtstrahlen, fürWärmestrahlen 136, 174.Strahlenpunkt 110.Stroboskop 128.Strom, elektrischer oder galvanischer199; Gleichstrom 217; Wechselstrom217, 23l.Stromerzeuger 230.Stromleiter, Anziehung und Abstoßungderselben 220.Stromphase 23l.Stromsammler einer Dynamomaschine229.Stromstärke 213, 214.Stromunterbrecher 217, 218; Quecksilber-219; Wehnoltscher 219.Stromverzweigung, orektrische 209.Stromwender 212.Sublimation 20, 159.Summationswirkung der Zeit 19.Suspendieren, Suspension 18.Szintillation 235, 236.Tangentenbussole 212.Tangentialkraft 45.Tarierwage 54.Taste, Taster, Morse-- 223, 239.Tau 163.Tauchbatterie 201.Taucher, CartesianiSllher 67.Taucherglocke 78.Taupunkt 163, 164.Teilbarkeit 7.Telegraphie 223; ohne Draht 238; überseeische224.Telephon 226.Teleskop 124.Temperatur 146; absolute 154; kritische162; musikalische 103; Messung derTemperatur 148.Tension der Gase 78.Teslas Licht 238.Tesserales System 24.Testobjekt 124.Tetraeder 25.Tetragonales System 25.Teufelehen, Cartesianisches 67.Thaumatrop 128.Theodolit 124.Thermit 175.Thermobatterie, thermoelektrische Säule,Thermoelektrizität, Thermoelement231-232.Thermometer 148; Fieber-, MaximumundMinimum-, Luft-, Metall- 150-15l.Thermometrograph 150.Thermomultiplikator 232.Tinkturenpresse 44.Ton 101.Tonart 103.Tonhöhe 101, 102.Tonleiter 103.Tonsender (beim Telephon) 226.Tonstärke (-Intensität) 104.Tonzelle 202.TorriceIlische Leere (Vakuum) 83.Torsionsschwingungen 99.Toter Punkt 167, 170.Trägheit, Trägheitsgesetz 2.Transformator 217, 219, 231.Transmission 6.Transmitter 226.Transversalschwingungen 99, 106, 139.Treibriemen, Treibschnur 6.Treppenlinse 122.Triklines System 26.Trockenelement (galvanisches) 202.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweig252 Sachregister.Turbine 65.Turmalinzange 142.Typentelegraph 224.tlbereinanderlagerung kleiner Bewe­.. gungen 99.Vbergangsfarbe 145.Vberhitzung 157.Vberkältung 157.Ubersättigung 161.Übersichtigkeit 127.Uhr 61; elektrische 225.Umformer 219.Umkristallisieren 28.Undulationstheorie des Lichts 106.Undurchdringlichkeit I.Undurchsichtige Körper 109.Unterbrecher 217, 218; Quecksilber-219; Wehnelt,~cher 219.Unterkühlung 157.Untersinken 67.Vakuum, Torricellisches 82-83.Ventil 78, 88.Verdampfung 156.Verdampfungswärme 159; des Wassers159.V6rdichtung 156.Verdunstung 156.Verdunstungskälte 161.Verflüssigung der Gase 156, 162; deratmosphärischen Luft 162.Verstärkungsflasche 191.Verteilung, elektrische 185.Vertikal 29.Verwittern 21.Verzögerung, verzögerte Bewegung 3.Vibrationstheorie des Lichts 106.Vierwegehahn 91.Virtuelles Bild 111.Vollflächner 24, 26.Volt (Maßeinheit) 214.Voltameter, Jacobisches 205.Voltasche Säule 201.Voltasehe Spannungsreihe 199-200.Voltaseher Fundamentalversuch 199.Voltmeter 215.Volum 7; Veränderlichkeit dcss.18, 146.Volum-Aräometcr 72.Volumeter, Volumenometer 70, 90.Volumgewicht 68.Wage 53; hydrostatische 66; Mohrsche70; Westphalsche 71.Wagerecht 29 ...Wärme 146; -Aquivalent, mechanisches176; -Aufnahmevermögen 147, 171;Ausdehnung durch die Wärme 146;-Einheit 159; -Erzeugung durch Kompression153; freiwerdende 159; gebundene159; -Grad 146, 149; -Kapa2lität171; latente 159; -Leitung173; Natur derselben 146; Quellenderselben 175; spezifische 147, 171;-Spektrum 136; -Strahlen 136, 174,175; -Strahlungsvermögen 175; -Theorie,mechanische 176; -Tod 155; Verbreitungder Wärme 173; Verbreitungderselben durch Strömungen 174; -Zustand146.Wärmeerzeugnng in einem elektrischenStromleiter 216.Wasserluftpumpe, Bunsensche 93.Wasserrad 65.Wasserstandsanzeiger, Wasserstandsrohr63, 166.Wasserwage 61, 63.\Vasserzersetzungsa pparat, Hofmannseher204.Watt (Maßeinheit) 43, 215.Wattsches Parallelogramm 167.Wechselströme 217, 218.Wehneltscher Stromunterbrecher 219.Weitsichtigkeit 127.Wellen, elektrische 232 u. f.; fortschreitende96; kombinierte 98; Licht- 106;Schall- 100; stehende 99.Wellenberg 96.Wellenbewegung 96.Wellenform 99.Wellenkopf 97.Wellenkurve 99.Wellenlänge 97; des Lichts 129-130,134.Wellental 96.Wellrad 6, 50.Weltäther 106.Westphalsche Wage 71.Wetterprognose, Wettervorhersage 85.Widerhall 101.Widerstand, elektrischer Leitungs- 212-213; innerer, eines elektrischen Elements(oder Batterie) 213.Wind, Entstehung desselben 147.Wihdbüchse 79.Winde 50.Windgesetz, Buys-Ballotschcs 148.Windkessel 89.Winkelgeschwindigkeit 46.Winkelhebel 48.Winkelspiegel 112.Wippe 49.Wirbelwind 148.Woodsches Metall 155.Wurf, senkrechter, wagerechter 35;-Bahnen 39.Würfel 24.Wurzelschneidemaschine 49.X-Strahlen 233.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek BraunschweigSachregister 253Zahnrad 50.Zahnradbahn 43.Zahnsirene 10l.Zahnstange 50.Zauberlaterne 12l.Zeit 2-3, 10; Summationswirkung derselben19.Zentesimalwage 57.Zentralbewegung 44.Zentrifugal-Kraft 45; -Regulator 46,167, 169; -Trockenmaschinc 46.Zentrifuge 46.Zentripetalkraft 45.Zerstäuber 87.Zerstreuung des Lichts 128.Zerstreuungslinse 118.Zerstreuungspunkt einer Konkavlinse122.Zoetrop 128.Zone, Kristall-; Zonenachse 23.Zugstraßen der Luftdepressionen 148.Zustandsgleichung der Gase 153, 155.Zwischenvolum der Gase 80, 154, 163,164.Zyklon, Zyklone 148.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek BraunschweigDruek der Königl. Ulliversitätsdruckerei H. Stürtz A. G., Würzburg.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek BraunschweigVerlag von Julius Springer in Berlin.Hagßrs Handbuch der pharmazeutischen Praxis für Apotheker,Ärzte, Drogisten und Medizinalbeamte. Vollständig neu bearbeitet undherausgegeben von B. Fischer-Breslau und C. Hartwich-Zürich. Mitzahlreichen in den Text gedruckten Holzschnitten. Zwei Bände.Preis jedes Bandes M. 20.-; in Halbleder gebunden M. 22.50Ergänzungsband zu Hagers Handbuch der PharmazeutischenPraxis für Apotheker, Ärzte, Drogisten und Medizinalbeamte. UnterMitwirkung von Ernst Duntze-Berlin, M. Piorkowsky-Berlin, A. Schmidt·Geyer, Georg Weigel-Hamburg, Otto Wiegand-Leipzig, Oarl Wulff­Buch, Franz Zernick - Steglitz bearbeitet und herausgegeben von W.Lenz-Berlin und G. Arends • Ohemnitz. Mit zahlreichen in den Textgedruckten Figuren. Preis M. 15.-; in Halbleder gebunden M. 17.50Anleitung zur Erkennung und Prüfung aller im Deutschen Arzneibuch,Fünfte Ausgabe, aufgenommenen Arzneimittel mit ~rläuterungder bei der Prüfung der chemischen Präparate sich abspielendenchemischen Prozesse. Zugleich ein Leitfaden bei Apotheken-Visitationenfür Apotheker und Ärzte. Von Dr. lUax Biechele, Apotheker. Dreizehnte,vielfach abgeänderte Auflage.In' Leinwand gebunden Preis M.6.60Pharmazeutische Übungs präparate. Anleitung zur Darstellung, Erkennung,Prüfung und stöchiometrischen Berechnung von offizinellenchemisch-pharmazeutischen Präparaten. Von Dr. ~Iax ßiechele, Apotheker.D r i t t e, verbesserte Auflage.Unter der Presse.Lehrbuch der Pharmakognosie. Von Dr. Ernst Gilg, Univ.-Professorund Kustos am Kgl. Botanischen Museum zu Berlin. Zweite, vermehrteund verbesserte Auflage •. Mit 411 Abbildungen im Text.In Leinwand gebunden Preis M. 8.-N eu es Pharmazeutisches Manual. Von Engen Dieterich. Zeh n t e,vermehrte Auflage. Herausgegeben von Dr. Karl Dieterich,Direktor der Chemischen Fabrik Helfenberg A.-G. vorm. Eugen Dieterich,Privatdozent für Pharmakochemie an der Kg1. Tierärztlichen Hochschulezu Dresden. Mit 98 Textfiguren und einer Heliogravüre.Pl'eis M. 16.-; in Moleskin gebunden M. 18.-; mit Schreibpapier durch-, schossen und in Moleskin gebunden M. 20.-- Zu beziehen durch jede Buchhandlung.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek BraunschweigVerlag vQn Julius Springer in Berlin.Kommentar zum Deutschen Arzneibuch 5. Ausgabe 1910. AufGrundlage der Hager-Fischer-Hartwigschen Kommentare der früherenArzneibücher unter l\fitwirkung von Prof. Dr. J. Biberfeld-Breslau, Dr.P: W. Danckwortt-Breslau, Dr. G. Fromme-Halle a. S., F. M. Haupt­Greifswald,Dr. M. Pleifiner-Dresden, Professor Dr.H. Schulze-Halle a. S.,Dr. W. Stüwe-Jena, Dr. O. vViegand-Leipzig herausgegeben von Dr. O.Anselmino, Privatdozent an der Universität Greifswald und Dr. ErnstGilg, a. o. Professor der Botanik und Pharmakognosie au der Universität,Kustos um Kgl. Botanischen Museum in Berlin; Zwei Bände mit zahl·reichen Textfiguren.Erster Band. Broschiert in 2 Halbbänden Preis M. 15.-. In einem_ Halblederband gebunden Preis M. 17.50Z w ei t erB a n d. Broschiert Preis M. 15.-. In Halbleder gebundenPreis M. 17.50Das Mikroskop und seine Anwendung. Handbuch der praktischenMikroskopie und Anleitung zu mikroskopischen Untersuchungen. Von Dr.Hermann Haget', . Nach dessen Tode vollständig umgearbeitet und inGemeinschaft mit Fachgenossen neu herausgegeben von Dr. Kar! lUez,Professor der Botanik an der Unive:rsität Königsberg i. Pr. EI ft e, umgearbeiteteAuflage.Unter der Presse.Bakteriologie und Sterilisation im Apothekenbetriebe. Mit eingehenderBerücksichtigung der Herstellung steriler Lösungen in Ampullenbearbeitetvon Ur. C. Stich, Apothekenbesitzer, früher Oberapothekeram Städt. Krankenhaus in Leipzig, und Dr. C. Wullf, Oberapothekeran der Zentralapotheke der Berliner Städt. Krankenanstaltenin Buch. Z w ei t e, vollständig umgearbeitete und wesentlich erweiterteAuflage. Mit 105 teils mehrfarbigen Textabbildungen und 3 Tafeln.In Leinwand gebunden Preis M. 8.-Volkstümliche Namen der Arzneimittel, Drogen und Uhemikalien.Eine Sammlung der im Volksmunde gebräuchlichen Benennungen undHandelsbezeichnungen. Zusammengestellt von Dr. J. Holfert. Sec h s t e,verbesserte'und vermehrte Auflage. Bearbeitet von G, Arends.In Leinwand gebunden Preis M. 4.60Einführung in die Chemie. Ein Lehr- und Experimentierbuch vonRudoIf Ochs. Mit 218 Textfiguren und einer SpektraltafeI.In Leinwand gebunden Preis M. 6.-Biologie des Menschen. Aus den wissenschaftlichen Ergebnissen derMedizin für weitere Kreise dargestellt. Bearbeitet von Dr. Leo Hess,Prof. Dr. Heinrich Joseph, Dr. Albert Müller, Dr. Karl Rudinger, Dr.Paul SaxI, Dr. Max Schache:rl. Herausgegeben von Dr. Paul Saxl undDr. Karl Rudinger. Mit 62 Textfiguren.Preis M. 8.-; in Leinwand gebunden M. 9.40Zu beziehen durch jede Buchhandlung.http://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956

Digitale Bibliothek Braunschweighttp://www.digibib.tu-bs.de/?docid=00038956