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# Elektrische Kraft Hertz:073

Heinrich Hertz: Untersuchungen über die Ausbreitung der elektrischen Kraft :
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bestimmten Theile des Funkens aus, sondern jeder Theil ist wirksam. Man kann diese Behauptung beweisen, indem man eine Glasröhre über die Funkenstrecke zieht. Das Glas lässt die Wirkung nicht hindurch, und der Funke ist also bei dieser Anordnung unwirksam. Sobald aber ein kurzes Stück des Funkens an dem einen oder dem anderen Pol oder in der Mitte entblösst wird, tritt die Wirksamkeit ein. Einen Einfluss des Metalls der Pole habe ich nicht bemerkt. Es ist unwesentlich, dass in unserer Versuchsanordnung der active Funke parallel dem passiven ist.
6. Die Empfänglichkeit der passiven Funken für die Wirkung ist dagegen von ihrer Form ziemlich abhängig. Keine Empfänglichkeit vermochte ich wahrzunehmen bei langen gezackten Funken zwischen Spitzen; eine geringe bei kurzen Funken zwischen Spitzen. Am besten zeigte sich die Wirkung bei Funken zwischen Kugeln, und hier wiederum ist sie am auffälligsten bei kurzen Funken. Man benutzt für die Versuche mit Vortheil Funken von 1 mm Länge zwischen Kugeln von 5–10 mm Durchmesser. Doch habe ich auch noch auf Funken von 2 cm Länge eine Einwirkung deutlich wahrgenommen. Vielleicht ist sogar die absolute Verlängerung, welche solche Funken erfahren, ebenso gross wie diejenige kurzer Funken, aber ihre relative Verlängerung ist jedenfalls viel kleiner, und die Wirkung verschwindet daher in den Unterschieden, welche sich zwischen den einzelnen Entladungen des Inductoriums finden. Einen merklichen Einfluss des Stoffes der Pole habe ich nicht gefunden. Ich untersuchte die Funken zwischen Polen von Kupfer, Messing, Eisen, Aluminium, Zinn, Zink, Blei. Am ehesten schien dem Eisen ein geringer Vorzug vor den übrigen Metallen in Bezug auf die Empfindlichkeit des Funkens zuzukommen. Die Pole müssen rein und glatt sein, sind sie verunreinigt oder durch langen Gebrauch stark corrodirt, so versagt wohl die Wirkung.
7. Die Beziehung zwischen den beiden Funken ist eine reciproke. Es soll damit gesagt sein, dass nicht nur der grössere und kräftigere Funke die Schlagweite des kleineren vergrössert, sondern dass auch umgekehrt der kleinere Funke begünstigend auf die Schlagweite des grossen einwirkt. Stellt man nämlich in unserer bisherigen Versuchsanordnung das Funkenmikrometer so ein, dass die Entladung in ihm mit Sicherheit übergeht, den
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Auslader aber auf solche Entfernung, dass die Entladungen des grossen Inductoriums eben versagen, so findet man, dass diese Entladungen nun durch Annäherung des Funkenmikrometers wieder hervorgerufen werden, dass aber Einschieben einer Platte diese Wirkung wieder aufhebt. Selbstverständlich muss dabei der Funke des grossen Inductoriums ein empfänglicher sein, und die Einwirkung ist dabei nicht so auffällig wie vorher, nach Maassgabe der geringeren Empfindlichkeit langer Funken. Sind beide Inductorien an der Grenze ihrer Schlagweite, so treten Complicationen ein, welche mit dem vorliegenden Gegenstand wahrscheinlich nichts zu thun haben. Eine Auslösung langer Funken durch andere sehr viel kürzere hat man häufig Gelegenheit zu beobachten, und ein Theil dieser Erscheinungen dürfte sich gewiss auf die hier untersuchte Wirkung zurückführen lassen. Stellt man die Entladungen eines Inductoriums zwischen Kugeln her und zieht die Kugeln bis zum Versagen des Funkens auseinander, so tritt der Funkenstrom wieder auf, wenn man einer der Polkugeln einen isolirten Leiter nähert und mittelst desselben kleine Seitenfunken zieht. Ich habe mich auf das bestimmteste überzeugt, dass hierbei die Seitenentladung die Rolle eines activen Funkens im Sinne der gegenwärtigen Untersuchung übernimmt. Es genügt auch die Berührung einer der Polkugeln mit einem Nichtleiter oder die Annäherung einer Spitze bis auf einige Entfernung, um die gleiche Wirkung hervorzurufen. Es erscheint wenigstens möglich, dass die kaum sichtbare Seitenentladung über die Oberfläche des Nichtleiters und von der Spitze aus die Rolle eines activen Funkens spielt.
8. Die Wirkung des activen Funkens breitet sich nach allen Seiten geradlinig und unter Strahlenbildung aus, genau nach den Gesetzen der Lichtbewegung. Man mache die Längsaxe der beiden in Betracht kommenden Funken senkrecht gegen die Horizontale und schiebe nun eine Platte mit senkrechter Begrenzung langsam von der Seite her zwischen die Funken ein. Man findet, dass die Wirkung des activen Funkens nicht allmählich, sondern plötzlich bei einer bestimmten Stellung der Platte aufgehoben wird. Visirt man nun vom Orte des passiven Funkens an der Kante der Platte entlang, so findet man, dass
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und ungefärbten, geschliffenen und ungeschliffenen, dicken und dünnen Glases, Porzellan, Steingut; Holz, Pappe, Papier; Elfenbein, Horn, thierische Haut, Federn; endlich Achat und in bemerkenswerther Weise Glimmer, sogar in äusserst dünnen Blättchen. Eine Abweichung von diesem Verhalten aber fand sich bei weiterer Untersuchung der Krystalle. Einzelne derselben zeigten sich zwar ebenfalls undurchlässig, wie Kupfervitriol, Topas, Amethyst; andere aber liessen die Wirkung, wenn auch abgeschwächt, hindurch, wie krystallisirter Zucker, Alaun, Doppelspath, Steinsalz; einzelne endlich zeigten sich fast völlig durchlässig, so Gyps (Marienglas) und vor allen der Bergkrystall, welcher noch in Schichten von mehreren Centimetern Dicke die Wirkung kaum schädigte. Die Versuche werden zweckmässig in folgender Weise angeordnet. Man stellt den passiven Funken in wenigen Centimetern Entfernung vom activen Funken auf und bringt den ersteren auf seine maximale Länge. Man schiebt nun den zu untersuchenden Körper ein. Wird dadurch der Funkenstrom nicht unterbrochen, so ist der Körper sehr durchlässig. Wird der Funkenstrom aber unterbrochen, so verringert man seine Schlagweite, bis er eben wieder zu Stande kommt. Man schaltet nun noch ausser dem zu untersuchenden Körper eine undurchlässige Platte ein. Unterbricht oder schwächt dieselbe den Funkenstrom nochmals, so war der Körper wenigstens theilweise durchlässig; hat die Platte keinen Einfluss mehr, so war er vollkommen undurchlässig. Mit der Dicke der eingeschalteten Körper nimmt ihre Einwirkung zu, und kann dieselbe füglich als eine Absorption der Wirkung des activen Funkens bezeichnet werden, doch zeigten auch die theilweise absorbirenden Körper ihren Einfluss meist schon in sehr dünnen Schichten.
10. Auch die Flüssigkeiten erweisen sich zum Theil durchlässig, zum Theil undurchlässig für die Wirkung. Für die Versuche wurde der active Funke etwa 10 cm senkrecht oberhalb des passiven angebracht und zwischen beiden ein flaches Gefäss aufgestellt, dessen ebener Boden aus einer kreisrunden, 4 mm dicken Platte von Bergkrystall bestand. In dies Gefäss wurde eine mehr oder weniger tiefe Schicht der Flüssigkeit eingegossen und ihr Einfluss alsdann beurtheilt, wie oben derjenige der festen Körper. Als auffällig durchlässig erwies sich das Wasser, welches selbst bei einer Tiefe von 5 cm die Wirkung kaum beein-
# Elektrische Kraft Hertz:068

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brochenen, so findet bei kleinen Schlagweiten eine Theilung des Entladungsstromes statt. Bei grösseren Funkenstrecken hingegen schlägt die Elektricität nur den kurzen Weg ein und reisst sogar aus dem andern Zweige gleichnamige Elektricität mit sich fort.
2) Sendet man einen elektrischen Wellenzug in einen am Ende isolirten Draht, so wird derselbe am Ende reflectirt und Erscheinungen, welche diesen Vorgang bei alternirenden Entladungen begleiten, scheinen ihren Ursprung der Interferenz der ankommenden und reflectirten Wellen zu verdanken.
3) Eine elektrische Entladung pflanzt sich in gleich langen Drähten gleich rasch fort, ohne Rücksicht auf das Material aus welchem diese Drähte bestehen.“
# Elektrische Kraft Hertz:071

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* zwischen den Spitzen eines allgemeinen Ausladers (d). Den Funken B gab ein kleineres, ursprünglich wohl für medicinische Zwecke bestimmtes InductoriumFig. 18. (e) von relativ grosser Stromstärke, aber nur ½–1 cm maximaler Schlagweite. Da es hier in den Kreis des grossen Inductoriums eingeschaltet war, so kam sein Condensator nicht in Wirksamkeit, und es gab daher nur Funken von 1–2 mm Länge. Benutzt wurden Funken von etwa 1 mm Länge zwischen den vernickelten Kugeln eines Riess’sehen Funkenmikrometers (f) oder zwischen Messingkugeln von 5 bis 10 mm Durchmesser. Werden nun bei so beschaffenen Apparaten die beiden Funkenstrecken parallel in nicht zu grossem Abstand aufgestellt, der Interruptor in Thätigkeit gesetzt und das Funkenmikrometer so weit auseinander gezogen, dass die Funken in ihm eben noch regelmässig übergehen, so erlöschen diese Funken sofort und vollständig, wenn man eine Platte (p) von Metall, Glas etc. zwischen die beiden Funkenstrecken in d und f einsenkt; sie treten sofort wieder auf, wenn die Platte entfernt wird.
* 3. Die Deutlichkeit der Erscheinung nimmt zu, je mehr der Funke B dem Funken A genähert wird. Die Entfernung der beiden Funken, an welchen ich die Erscheinung zuerst bemerkte, betrug 1½ m, und es kann also in dieser Entfernung die Wirkung noch recht merklich sein. Andeutungsweise habe ich sie bis zu einer Entfernung von 3 m zwischen den Funken wahrnehmen können. Indessen äussert sich die Erscheinung in solchen Entfernungen nur noch eben durch eine grössere und geringere Regelmässigkeit des Funkenstromes B; in Entfernungen unterhalb eines Meters kann ihre Stärke gemessen werden durch den Unterschied der maximalen Funkenlänge vor und nach Einschaltung der Platte. Um eine Vorstellung von der Grösse der Wirkung zu geben, theile ich die folgenden, naturgemäss
# Die Ursache des Einschlagens vom Blitze:Seite 7

* theils einen Sprung nach weiterem nahe gelegenen Metalle gethan, theils die andern Körper, als Steine oder Holz, welche an dem Metalle angelegen, zerschmettert habe. Dieses sind Würkungen, welche unsere Aufmerksamkeit erfodern: man hat sie schon vielfältig bey dem Blitze wahrgenommen, und sie werden noch ferner durch folgende Beobachtungen erläutert und bestätiget.
* §. 5.
* An demselbigen Tage, da der ebenbemeldete Schlag geschehen, beynahe 3 Stunden später, kam ein Gewitter in London, welches verschiedenen Schaden verursachte. Ein Blitz traf den schönen Brigitten Thurm, (St. Bride's Steeple) welcher ganz von gehauenen Steinen gebauet ist, aus verschiedenen mit Säulen gezierten und mit Schwibbögen durchbrochenen Absätzen bestehet, und zur Spitze eine gleichfalls aus Quadersteinen zusammengesetzte Pyramide hat. Die Umstände sind von Herrn D. Watson und Herrn Delaval genau beschrieben, auch, da 85 Fuß vom Thurme haben abgenommen werden müssen, nach Untersuchung aller beschädigten Theile mit Abzeichnungen erläutert *). Oben auf der Spitze stand ein Kreutz, welches nebst der Wetterfahne und dem Knopfe, von vergoldetem Kupfer und an einer eisernen Stange befestiget war. An dem obern Theile des Kreutzes zeigte die entfärbte und abgerissene Vergoldung, wie auch einige Stellen, daran etwas geschmolzen
* *) Phil. Trans. Vol. LIV. p.209 und p. 227.
* Anmerkungen (Wikisource)
* ↑ Herrn D. Watson – William Watson (1715–1787), englischer Apotheker, Arzt und Naturforscher. Als Mitglied der Londoner Royal Society führte Watson ab 1744 zahlreiche Experimente zur Elektrizität durch. Besondere Bekanntheit erlangte er für seine Forschungen zur sogenannten „Leidener Flasche“, der frühesten Bauform eines Kondensators. Aufbauend auf den Experimenten Benjamin Franklins veröffentlichte er 1764 einen eigenen Vorschlag zum Schutz von Pulvermagazinen vor Blitzen.
* ↑ Herrn Delaval – Edward Hussey Delaval …
* ↑ p.209 – William Watson: Observations upon the Effects of Lightning, with an Account of the Apparatus Proposed to Prevent Its Mischiefs to Buildings, More Particularly to Powder Magazines; Being Answers to Certain Questions Proposed by M. Calandrini, of Geneva, to William Watson, M. D. F. R. S., in: Philosophical Transactions 54 (1764), S. 201–227, hier S. 209.
* ↑ p. 227 – Edward Delaval: An Account of the Effects of Lightning in St. Bride's Church, Fleet-Street, on the 18th of June 1764: In a Letter to Mr. Benjamin Wilson, F. R. S. from Edward Delaval Esq; F. R. S., in: Philosophical Transactions 54 (1764), S. 227–234.
# Die Ursache des Einschlagens vom Blitze:Seite 69

* den, auf einen andern, der sich in einiger Entfernung davon befindet, durch einen hindernden
* zählungen aber derer, welche den Blitz hie oder dort her fahrend wollen gesehen haben, ist nicht viel zu bauen: indessen kann man auch bey einem wahren Blitze eine Flamme von unten aufsteigen gesehen haben, welches meinen Satz gar nicht widerleget, weil die electrische Flamme von beyden Körpern, bey denen die Würkung entstehet, ausfahrend erscheinet. – Das Hin- und Herschiessen, oder der Zickzack des Blitzes in der Luft, ist leicht zu begreiffen, weil der Zug sich nach den Körpern richten muß, die ihn anlocken und durchfahren lassen. Denn, eben so haben die Naturforscher auf verschiedene Weise den künstlichen Blitz durch Metall, welches sie in beliebigen Figuren geordnet hatten, vorgestellet. Die Wolken aber sind meistens in Streifen der Länge nach über und neben einander schwebend ausgestrecket.
* *) Man hat sich ehedem viele Mühe gegeben, durch Versuche zu erfahren, welche Körper eigenthümlich, wie man sagte, die electrische Kraft hätten, daß sie, wenn sie gerieben werden, andere Körper anziehen, Funken geben u. s. f. und welche hingegen nur durch Mittheilung oder Fortpflanzung von jenen die Elektricität bekommen. Ein leichterer Weg aber, diesen Unterschied zu erfahren, ist, wenn man bemerket, welche Körper, wenn ich mich so ausdrücken mag, die Electricität zurück stossen, und welche sie durchfahren lassen. Die erstern sind die sogenannten eigenthümlich electrischen: in den letztern wird die mitgetheilte Electricität, wenn sie mit jenen umgeben sind, angehäufet, und
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* Zwischenraum springet, so geschiehet dieses mit einer Flamme, Schlag oder Geräusche, welche nach der Maasse der Materie und Unterschiedes vom Gleichgewichte mehr oder weniger heftig sind. Sie scheinet aber durch dergleichen Körper, welche sie gern annehmen, auch schon in einiger Entfernung gleichsam angelocket zu werden, und alsdann den Widerstand anderer dazwischen liegender nicht zu achten, zumal wenn sie schon in Bewegung und fortrauschend war *). Bey
* sofern sie untereinander zusammenhängen, fortgepflanzet, indem durch jene nur schwehrlich und langsam die Electricität ausgebreitet und ihnen auch nicht mit einmal genommen werden, durch diese aber sich auf das schnellste verbreiten und auch auf einmal aus dem ganzen Körper herausfahren kann. Vielleicht besitzen, ausser dem Aether und den Metallen, die meisten andern Körper, die man hieher gerechnet hat, diese Eigenschaft, die Electricität frey durchfahren zu lassen, nur wegen des enthaltenen Wassers. Luft und Oehle lassen die Electricität nicht durch; sie sind also für sich electrisch, und stossen sie zurück. Hier könnte man durch Reiben keinen Versuch anstellen: man hat aber schon gefunden, daß heißgetrocknetes Holz, wenn es in Oehl gekocht ist, gleich dem Schwefel zur Aufhaltung, oder Zurückstossung der Electricität dienen kann.
* *) Ich drucke mich, wie gesagt, nach den gewöhnlichen Begriffen aus, als wenn die Materie würklich von einem Körper zum andern führe. Wenn man aber annehmen will, daß sich nur
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* und bald darauf waren in verschiedenen Ländern die Naturforscher um die Wette bemühet, diese sonderbare Entdeckung zu bestättigen *). Allein unglücklicher Weise blieb man meistens in Europa dabey stehen, sich an dem Auffangen und Anhäuffen der electrischen Materie aus der Luft zu vergnügen, die Funken zu bewundern, auch sich davon erschlagen zu lassen: die Hauptsache aber, der von Herrn Franklin vorgeschlagene Nutzen der Ableitung **) ward aus der Acht gelassen, unrecht verstanden †), in Zwei-
* *) S. Physikal. Belust. XVII. St. p. 467. sqq. Nollet Lettres sur l Electricité, Lett. I.
* **) Welche er doch schon in den Opinions and Conjectures, bey seinen Exp. and Obss. on Electricity, p. 62. ganz deutlich beschrieben hatte. - Die teutsche Uebersetzung der Franklinschen Briefe, welche zu Stockholm 1758. herausgekommen ist, und die Anmerkungen des Herrn Wilke über dieses Werk, habe ich nicht gesehen.
* †) Der Abbe Mazeas, welcher der Londonschen Gesellschaft die erste Nachricht von den in Frankreich angestellten Versuchen mit den Stangen gab, meinet, daß man daraus schliessen könne, daß eine eiserne Stange, welche an erhabenem Orte auf einen solchen Körper gesetzet wäre, der die Electricität nicht durchliesse, (placed upon an electrical body) alle Gewittermaterie aus den Wolken ziehen werde. (Phil. Trans. Vol. XLVII. p. 535). Dieses verwehrte Abfliessen der electrischen Materie war freylich nöthig, wenn man sie an der Stange sammlen wollte, um ihre Gegenwart zu zeigen: (davon Herr
* Anmerkungen (Wikisource)
* ↑ Druckfehler in der Quelle – nur ein Sternchen
* ↑ Phil. Trans. Vol. XLVII. p. 535 – Guillaume Mazéas / James Parsons: Letters of the Abbe Mazeas, F. R. S. to the Rev. Stephen Hales, D. D, F. R. S. concerning the Success of the Late Experiments in France. Translated from the French by James Parsons, M. D. F. R. S., in: Philosophical Transactions 47 (1751/1752), S. 534–552, hier S. 535.
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* bekannt, daß Glas, Schwefel, Pech, Harz, Seide, Federn u. d. gl. das Durchfahren der
* gen eben so gut dienten, die Materie sicher und gemählig zu den Wolken hin, als von den Wolken her zu führen, nachdem es das Verhältniß und Gleichgewicht erforderte. Ich habe deshalben in dieser Abhandlung den negativen Zustand der Wolken nicht besonders in Betrachtung gezogen, um dem Leser keine unnöthige Schwierigkeit zu machen. Ohne nun über die Meynung zu streiten, ob bey der negativen Electricität ein würklicher Mangel der Materie vorhanden sey, wird man mir folgendes aus der blossen Erfahrung zugeben. Bey beyden Körpern, durch deren Annäherung die Erscheinung eines electrischen Schlages entstehet, finden sich ähnliche Würkungen, Flamme und Erschütterung zu beyden Seiten. Bey Spitzen, wo die Electricität gemähliger würket, kann man es am besten wahrnehmen: es entstehet nämlich in der Luft ein Schein daran, so lange die Würkung und Gegenwürkung währet, sie mögen positive oder negative Electricität erhalten oder mittheilen, sie mögen einem andern electrisirten Körper gegenübergehalten werden, oder selbst electrisirt seyn, nur ist der Schein stärker, wenn die Spitze positiv, oder der andere Körper negativ electrisirt ist: in beyden Fällen aber wird die Spitze, wenn sie beweglich ist, gleich einer angezündeten Rakete rückwärts getrieben. (S. unten not. 66.) So viel glaube ich demnach, ohne zugesetzte Muthmassung behaupten zu können, daß bey einem Körper auf der Erde, der von einem wahren Blitze getroffen worden, eine Würkung und
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* electrischen Materie verhindern * p. 69.). Wenn sie nun von einem Körper, darinn sie aufgehalten wor-
* Gegenwürkung der electrischen Materie zwischen einer Wolke und diesem Körper vorhanden gewesen, und daß daher der Anfang der Erschütterung, worauf die Frage nur eigentlich ankommen sollte, natürlicher Weise in der Höhe, neben den Wolken über, entstanden sey. Wenn wir nun den Fortgang dieser Erschütterung mit Sicherheit nachspüren wollen, so deucht mich, können uns noch einige Umstände auf den Weg weisen. Es ist nämlich zu beobachten, wie die Gewalt nach und nach schwächer geworden, so, wie sich die Gewittermaterie unterwegs zerstreuen und verlieren konnte; jedoch muß man dabey erwegen, ob auch das Metall oben und unten im Gebäude in gleicher Masse vorhanden gewesen, weil sonst der Blitz durch einen Theil desselben ohne Schaden hätte durchgehen und den folgenden verletzen, oder die anfangs vertheilte Materie sich hernach zusammen sammlen, und mit mehrerer Kraft hätte würken können. So meyne ich also, daß sich die an den Gebäuden, von oben gegen die Erde zu ausgeübte Gewalt zeigen lässet, wie z. E. bey dem Londonschen Brigittenthurme die unterwärts abnehmende, ja mitten im Gebäude aufhörende Zerstörung, (S. §. 5) die Zerstreuung und Verfliegung der electrischen Materie zur Ursache zu haben scheinet. Daß an unsern Thürmen, die ein kupfernes Dach haben, keine Beschädigung an der Spitze zu erwarten sey, hingegen bey andern, die nicht auf solche Weise gedecket sind, sich allerdings oben am meisten zeige, habe ich schon erwähnet. auf die Er-
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* solchen Körpern nun, dadurch sie nicht frey hinfahren kann, äussert sie alsdenn eine zerschmetternde Gewalt: dabey werden auch brennbare Theile oft so erhitzt, daß sie entzündet werden. Wenn die Metalle, dadurch sie fähret, so klein oder dünne sind, daß sie sich gleichsam durchdrängen muß, so werden selbige auch erhitzt, ausgedehnet, geschmolzen, ja gar in unsichtbare Theile zerstäubet *). Es kann aber eine un-
* eine Bewegung in der bey allen Körpern schon vorhandenen Materie fortpflanze, und daß diese Bewegung sodann ihre und unbekannte Veränderungen, Zurückprallungen u. s. w. habe; so lässet sich die Schwierigkeit heben, wie die electrische Materie, quer durch einen Körper, der sie nicht durchlassen will, einen andern aufzuspüren weiß, der sie gerne annimmt, und dieses zuweilen ohne den widerstehenden Körper ganz zu durchbohren, wie man z. E. im Brigittenthurme verschiedene zwischenliegende Schichten von Steinen fand, an deren obern und untern, wo Eisen anlag, der Blitz die schmetternde Kraft geäussert hatte, nicht aber an den mittlern, wenn der Zwischenraum einige Fuß weit gewesen, (S. Phil. Trans. Vol. LVI. p. 217. 218.) und wie auch bey dem Leidenschen electrischen Versuche wahrgenommen werden kann.
* *) Dieses ist, meiner Meynung nach, ein offenbarer Beweis, daß die electrische Würkung selbst durch die Substanz der Metalle dringe, und sich nicht bloß an der Oberfläche äussere. Der von Hrn. Prof. Winkler in der Schrift, der Schrift, von den Eigenschaften der electrischen Materie §. 24. p. 26 vorgeschlagene Ver-
* Anmerkungen (Wikisource)
* ↑ Phil. Trans. Vol. LVI. p. 217. 218. – …
* ↑ von unbekannter Hand gestrichen