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# Elektrische Kraft Hertz:108

Heinrich Hertz: Untersuchungen über die Ausbreitung der elektrischen Kraft :
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zwischen dieser Strömung und der sie erregenden Kraft ein. Im Stadium der Resonanz ist die Strömung in C am heftigsten, und die Phasendifferenz beträgt, wie bei jeder Resonanz einer schwach gedämpften Schwingung, nahezu eine Viertelschwingungsdauer; es ist daher eine Interferenz zwischen den durch AA′ und den durch C in B erregten Schwingungen nicht mehr möglich. Dieser Zustand entspricht offenbar dem oben besonders hervorgehobenen Stadium. Wird die Schwingungsdauer von C wesentlich grösser als die von AA′, so nimmt die Amplitude der Schwingungen von C wieder ab, ihre Phasendifferenz gegen die erregende Kraft nähert sich dabei dem Werthe einer halben Schwingungsdauer. Die Strömung in C ist nun in jedem Augenblicke gleichgerichtet mit derjenigen in AA′, eine Interferenz der durch beide Strömungen in B erregten Schwingungen ist wieder möglich, aber die Wirkung des Leiters C muss jetzt entgegengesetzt derjenigen sein, welche er im ursprünglichen Zustande hatte.
Nähert man den Leiter C dem Leiter AA′ beträchtlich, so werden die Funken im Kreise B überhaupt klein. Eine solche Annäherung vergrössert die Schwingungsdauer von AA′ und hebt dadurch die Resonanz zwischen AA′ und B auf.
Schon die roheste Schätzung lässt erkennen, dass in grösseren Massen isolirender Substanzen, welche wir dem Apparate nähern, mindestens ebenso grosse Elektricitätsmengen durch dielektrische Polarisation verschoben werden müssen, als sich durch Leitung in den dünnen Metallstäben bewegten, deren Annäherung sich schon deutlich in dem Apparate geltend machte. Würde sich demnach die Annäherung solcher Isolatoren ohne Einfluss auf die Vorgänge in unserem Apparate zeigen, so würde dadurch bewiesen sein, dass die durch dielektrische Polarisation verschobene Elektricität eine entsprechende elektrodynamische Wirkung nicht ausübt. Sind aber die von Faraday und Maxwell ausgegangenen Anschauungen richtig, so dürfen wir einen bemerkbaren Einfluss erwarten, und zwar würden wir vermuthen müssen, dass die Annäherung eines Isolators wirkt wie die eines Leiters von sehr geringer Dauer der Eigenschwingung. Die letztere Vermuthung findet sich vollständig bestätigt durch die Versuche, welche keinen
# Elektrische Kraft Hertz:117

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stände in der Nachbarschaft der Grundlinie befanden. Während der Versuche wurde dieser Raum verdunkelt.
Als secundäre Strombahn diente theils ein Draht C, welcher die Gestalt eines Kreises von 35 cm Radius hatte, theils ein Draht B, welcher in die Gestalt eines Quadrats von 60 cm Seitenlänge gebogen war. Die Funkenstrecke beider Leiter war durch eine Mikrometerschraube einstellbar, die des letztgenannten war mit einer Lupe ausgestattet. Beide Leiter waren in Resonanz mit dem primären Leiter. Die (halbe) Schwingungsdauer aller drei betrug, aus Capacität und Selbstpotential des primären Leiters berechnet, 1,4 hundertmilliontel Secunde. Es ist freilich unsicher, ob die gewöhnliche Theorie elektrischer Schwingungen hier noch genaue Resultate giebt. Dass dieselbe für die Entladungen Leydener Flaschen noch richtige Zahlenwerthe ergeben hat, lässt uns vertrauen, dass auch hier ihre Resultate wenigstens der Ordnung nach mit der Wirklichkeit übereinstimmen.
Betrachten wir nun die Einwirkung der primären Schwingung auf die secundäre Strombahn in einigen für unseren Zweck wichtigen Lagen. Wir bringen zunächst den Mittelpunkt des secundären Leiters in die Grundlinie und lassen seine Ebene mit der durch die Grundlinie gelegten verticalen Ebene zusammenfallen. Wir wollen diese Lage als die erste Hauptlage bezeichnen. In derselben nehmen wir keine Funken im secundären Kreise wahr. Es ist dies leicht erklärlich, die elektrische Kraft steht in allen Punkten senkrecht auf der Richtung des secundären Drahtes.
Wir belassen nun den Mittelpunkt des secundären Leiters in der Grundlinie, bringen aber seine Ebene in die zur Grundlinie senkrechte Lage, die zweite Hauptlage. Es finden sich jetzt Funken im secundären Kreise, sobald die Funkenstrecke oberhalb oder unterhalb der durch die Grundlinie gelegten Horizontalebene liegt, keine Funken jedoch, wenn die Funkenstrecke in jene Ebene fällt. Mit der Entfernung von der primären Schwingung nimmt die Länge der Funken anfangs schnell, dann aber sehr langsam ab; ich konnte die Funken auf der ganzen,
* ↑ [Siehe Anmerkung 12 am Schluss des Buches].
* ↑ Siehe No. 2. p. 55. [Siehe auch Anmerkung 13 am Schluss des Buches.]
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gesetzte andere compensirt werden konnte. Lag nämlich unser Apparat auf dem Asphalt auf, und wurde alsdann von oben her der Leiter C genähert, so wanderten die Nullpunkte rückwärts ihrer ursprünglichen Lage zu, und sie fielen wieder in die Punkte a und a′, wenn der Leiter C bis auf etwa 11 cm dem Leiter AA′ genähert war. Lag die obere Fläche des Asphaltes 5 cm unterhalb der Platten A und A′, so trat die Compensation schon bei einem Abstande von 17 cm zwischen AA′ und C ein. Stets compensirte der Leiter den Isolator dann, wenn ersterer sich in etwas grösserer Entfernung als letzterer befand. In roher Weise zeigen diese Versuche, dass auch quantitativ die Wirkung des Isolators etwa diejenige war, welche erwartet werden durfte.
Der benutzte, übrigens vorzüglich isolirende Asphalt enthielt, wie schon sein hohes specifisches Gewicht vermuthen liess, sehr viel Mineralbestandtheile. In der That fanden sich in 100 Gewichtstheilen nicht weniger als 62 Theile Asche, nämlich 17 Theile Quarzsand, 40 Theile Kalkverbindungen, 5 Theile Thon- und Eisenverbindungen. Um den Zweifel zu beseitigen, dass die Wirkung lediglich diesen, vielleicht zum Theil leitenden Verbindungen zuzuschreiben sei, liess ich einen zweiten, ganz gleichen Block aus dem gleichfalls vollkommen isolirenden sogenannten künstlichen Pech anfertigen, welches von Aschebestandtheilen fast frei ist. Die an diesem beobachteten Erscheinungen waren die gleichen, wie die oben beschriebenen, nur etwas schwächer, so betrug die maximale Verschiebung der Nullpunkte hier nur 19°. Leider enthält nun aber dieses künstliche Pech neben Kohlenwasserstoffen auch eine schwer zu bestimmende Menge ungebundener Kohle im Zustand der feinsten Vertheilung. Man wird dieser Kohle Leitungsvermögen nicht absprechen können, und es war also auch durch diesen Versuch der gedachte Zweifel nicht völlig behoben. Die Fortsetzung der Untersuchung mit reinen Substanzen in gleich grossem Maassstabe verbot sich durch die Kosten, welche ein solches Unternehmen verursacht haben würde. Ich liess deshalb das System der Leiter AA′ und B noch einmal in genau dem halben Maassstabe der Lineardimensionen ausführen und versuchte, ob auch in diesem kleineren Modell die Erscheinungen sich noch hinreichend genau würden verfolgen
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lassen. Es zeigte sich, dass dies ganz wohl anging, freilich war hier für die Beobachtung der äusserst zarten Fünkchen eine gespanntere Aufmerksamkeit erforderlich. Für eine Demonstration der Erscheinung oder für quantitative Versuche empfiehlt sich die Beibehaltung des grösseren Maassstabes. Mit dem kleinen Apparate habe ich in allem acht Stoffe untersucht, welche ich der Reihe nach anführe:
1. Asphalt. Es wurde der beschriebene grosse Block benutzt. Lagen die Platten A und A′ so auf dem Block, dass ihre Vorderkante in der vorderen Begrenzungsebene des Blockes lag, so betrug die Drehung der Nullpunkte 31°, zog man den Apparat nach vorn, bis die Mittellinie r s in die Vorderfläche des Blockes fiel, so betrug die Drehung noch 20°.
2. Pech, künstliches, aus Steinkohlen gewonnen. Es wurde ebenfalls der grosse Block benutzt. Die Drehungen in den beiden unter 1. genannten Lagen betrugen bezw. 21° und 13°.
3. Papier. Wurde der Apparat auf einen aus Papier gebildeten Block von 70 cm Länge, 35 cm Höhe, 20 cm Breite gelegt, so erschienen die Nullpunkte um etwa 8° gegen das Papier zu gedreht.
4. Holz. Wurde ein gleicher Block aus dichtem, völlig trockenem Holze gebildet, so betrug die Drehung der Nullpunkte etwa 10°.
5. Sandstein. Einem ausgedehnten trockenen Sandsteinpfeiler des Gebäudes bis fast zur Berührung genähert, ergab der Apparat eine Drehung der Nullpunkte gegen den Sandstein hin von etwa 20°. Schon an dem grossen Apparate hatte ich bemerkt, dass ein Einfluss des steinernen Fussbodens sich geltend machte, sobald der Apparat demselben auf ½ m genähert wurde.
6. Schwefel. Aus Stangenschwefel wurde in einer Holzform ein massiver Block von 70 cm Länge, 20 cm Breite, 35 cm Höhe gegossen und die Form entfernt. Die Wirkung des Blockes war sehr deutlich, die oben beschriebenen Einzelheiten waren verfolgbar, die Drehung betrug 13–14°.
7. Paraffin. Das Paraffin war weiss, bei 60–70° schmelzend ergab es eine wasserklare Flüssigkeit ohne alle Unreinigkeiten. Es wurde in eine Form aus Pappe von den mehrfach genannten Dimensionen gegossen und die Form entfernt. Die Wirkung war sehr deutlich, die Drehung betrug 7°.
# Elektrische Kraft Hertz:112

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8. Petroleum. Um auch einen flüssigen Isolator zu untersuchen, füllte ich 45 l reinen Petroleums in einen dichten Kasten aus Eichenholz von 70 cm lichter Länge, 20 cm Breite, 35 cm Tiefe. Der gefüllte Kasten bewirkte eine Drehung von etwa 7°. Der leere Kasten bewirkte eine solche von etwa 2°. Der sehr merkliche Unterschied entspricht etwa der Wirkung, welche das Petroleum allein gehabt haben würde.
Der übereinstimmende Verlauf der Beobachtungen an so verschiedenen, zum Theil reinen Stoffen, wird kaum einen Zweifel an der Realität der Wirkung oder daran aufkommen lassen, dass dieselbe den Stoffen, nicht den Verunreinigungen zuzuschreiben sei. Auch sehe ich nur zwei Einwände, welche man hinsichtlich der Deutung der Erscheinungen machen könnte, und welche es vortheilhaft ist von vorn herein zu widerlegen. Erstens könnte man behaupten, die Wirkung sei keine elektrodynamische, sondern der Isolator verändere in seiner Nähe die Vertheilung der elektrostatischen Kraft, und diese geänderte Vertheilung habe die geänderte Erscheinung zur Folge. Ich habe vergeblich versucht, auf Grund dieser Annahme die Einzelheiten der Erscheinungen zu deuten. Aber es lässt sich jene Behauptung auch direct widerlegen. Erfüllt nämlich der Isolator einen Raum, welcher nur durch Kraftlinien und durch Theile der Oberflächen von A und A′ begrenzt ist, so giebt er nicht zu einer Aenderung der elektrostatischen Kräfte ausserhalb seiner Masse Anlass. Nun ist die durch die Mittellinie r s gelegte senkrechte Ebene sicherlich von Kraftlinien gebildet, und ebenso ist es die horizontale Ebene der Platten A und A′selber. Ist also der Isolator begrenzt durch diese beiden Ebenen, und erstreckt er sich hinter der ersteren und unter der letzteren so weit, als er überhaupt noch Einfluss hat, so ist jeder elektrostatische Einfluss auf den äusseren Raum vermieden. Legten wir nun den kleineren unserer Apparate mit der Linie r s auf die obere Vorderkante eines der grossen Blöcke, so war der angegebenen Bedingung in hinreichender Weise genügt. Gleichwohl verschwand die Wirkung, wie oben bemerkt, nicht, sondern war von ähnlicher Stärke, wie unter den günstigsten Umständen. Diese Wirkung rührte also nicht von elektrostatischen Kräften her.
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Zweitens kann man einwenden, die Wirkungen seien vielleicht Strömungen zuzuschreiben, welche einem Reste von Leitungsvermögen ihr Dasein verdanken. Dieser Einwand wird kaum auf Beifall rechnen dürfen, wenn er hinsichtlich der vorzüglichen Isolatoren Schwefel und Paraffin vorgebracht wird. Aber ich glaube, dass er selbst hinsichtlich der weniger guten Isolatoren, wie Holz, nicht am Orte ist. Gesetzt auch, ein solcher Stoff isolire so mangelhaft, dass er der geladenen Platte A gestatte, sich in dem zehntausendsten Theile der Secunde, aber nicht viel schneller, zu entladen, so würde doch während einer Schwingung unseres Apparates die Platte immer nur den zehntausendsten Theil ihrer Ladung verlieren. Der eigentliche Leitungsstrom in dem untersuchten Stoffe würde also immer nur den zehntausendsten Theil des primären Stromes in AA′ ausmachen, und er würde also noch völlig unwirksam sein. Wenigstens für die besseren Isolatoren ist demnach jede Mitwirkung der Leitung ausgeschlossen.
Für die quantitativen Verhältnisse der Versuche erscheint es nicht möglich, schon jetzt eine ansprechende Deutung zu geben.
Wir haben oben gesehen, welchen Einfluss ein dem primären Leiter AA′genäherter metallischer Leiter C auf den secundären Kreis B hat. War C in Resonanz mit AA′, so war seine Einwirkung auf C nicht interferenzfähig mit der directen Wirkung von AA′. Gleichzeitig aber war diese Einwirkung im Zustande der Resonanz ziemlich kräftig, sodass dieselbe noch wahrgenommen werden konnte, wenn auch C um 1–1,5 m von AA′ entfernt wurde. Hierauf gründete ich Versuche, welche eine endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektrischen Kräfte nachweisen sollten. Brauchen nämlich diese Kräfte Zeit, um zunächst von AA′ nach C und von da zurück nach B zu gelangen, so wird die Phasendifferenz zwischen den Wirkungen von AA′ auf B und von C auf B zunehmen mit wachsender Entfernung zwischen AA′ und C, und beide Wirkungen müssen wieder interferenzfähig werden, wenn die Entfernung zwischen AA′ und C so gross wird, dass sie von der elektrischen Kraft in dem vierten Theile der halben Schwingungsdauer durch-
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Wirken veränderliche elektrische Kräfte im Innern von Isolatoren, deren Dielektricitätsconstante merklich von Eins verschieden ist, so üben die jenen Kräften entsprechenden Polarisationen elektrodynamische Wirkungen aus. Eine andere Frage aber ist es, ob auch im Luftraum veränderliche elektrische Kräfte mit Polarisationen von elektrodynamischer Wirksamkeit verknüpft sind. Man hat die Folgerung ziehen können, dass, wenn diese Frage zu bejahen ist, die elektrodynamischen Wirkungen sich mit endlicher Geschwindigkeit ausbreiten müssen.
Während ich mich vergeblich nach Versuchen umsah, welche eine unmittelbare Beantwortung der angeregten Frage hätten ergeben können, kam mir der Gedanke, es möchte möglich sein, jene Folgerung zu prüfen, und zwar selbst dann, wenn die fragliche Geschwindigkeit die des Lichtes nicht unbeträchtlich überträfe. Der Plan, welcher für die Untersuchung aufgestellt wurde, war der folgende: Zuerst sollten mit Hülfe der schnellen Schwingungen eines primären Leiters entsprechende regelmässige, fortschreitende Wellen in einem geradlinig ausgespannten Drahte erzeugt werden. Zuzweit sollte ein secundärer Leiter gleichzeitig der Einwirkung der durch den Draht fortgepflanzten Wellen und der durch die Luft fortgepflanzten directen Wirkung der primären Schwingung ausgesetzt und so beide Wirkungen zur Interferenz gebracht werden. Endlich sollten solche Interferenzen in verschiedenen Abständen vom primären Kreise hergestellt und so ermittelt werden, ob die Schwingungen der elektrischen Kraft
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anderen Schwierigkeiten begegnen, als der Beschaffung hinreichend grosser isolirender Massen.
Die ersten Versuche stellte ich an mit einem Materiale, welches leicht zur Hand ist, mit Papier. Ich häufte aus Büchern unterhalb des Leiters AA′ einen parallelepipedischen Körper von 1,5 m Länge, 0,5 m Breite und 1 m Höhe auf, bis zur Berührung mit den Platten A und A′. Es zeigte sich deutlich, dass in den vorher funkenfreien Lagen des Kreises B nunmehr Funken auftraten, und dass erst eine Drehung der Funkenstrecke f um etwa 10° gegen den Bücherhaufen hin die Funken zum Erlöschen brachte. Hierdurch ermuthigt, liess ich 800 kg unvermischten Asphalts in die Form eines Blockes von 1,4 m Länge, 0,6 m Höhe und 0,4 m Breite giessen, welchen die Figur in D darstellt. Diesem wurde unser Apparat von oben her bis zum Aufliegen der Platten auf dem Klotz genähert. Die Einwirkung war auf den ersten Blick erkennbar, und liessen sich die folgenden Einzelheiten unterscheiden:
1. Der Funke im höchsten Punkte des Kreises war jetzt bedeutend stärker als der im tiefsten, dem Asphalt zugekehrten Punkte.
2. Die Nullpunkte erschienen nach unten, d. h. gegen den Isolator hin, gedreht, und zwar beim Aufliegen der Platten um den ziemlich genau messbaren Winkel von 23°. Eine völlige Auslöschung fand übrigens auch in diesen Punkten nicht mehr statt. In den ursprünglichen Nullpunkten zeigte sich jetzt ein lebhaftes Funkenspiel.
3. Lagen die Platten A und A′ auf dem Asphaltklotz auf, so machte sich eine Aenderung der Schwingungsdauer von AA′ geltend, es musste die Schwingungsdauer von B gleichfalls etwas vergrössert werden, wenn die Funken ihre maximale Länge behalten sollten.
4. Wurde der Apparat in irgend einer Richtung von dem Asphaltblock allmählich entfernt, so nahm die Wirkung des Blockes stetig ab, ohne in quantitativer Hinsicht eine Aenderung zu erfahren.
Es waren also sämmtliche Wirkungen eines Leiters von kleiner Schwingungsdauer auch hier vorhanden. Die Uebereinstimmung der Wirkungsweise des Isolators mit derjenigen eines Leiters zeigte sich ferner darin, dass die eine durch die entgegen-
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laufen wird. Diese Versuche blieben jedoch ohne Erfolg, indem ich keine der Erscheinungen, welche ich erwartete, wahrzunehmen vermochte. Da es sich aber im günstigsten Falle um die Beobachtung äusserst zarter Abänderungen handelte, so glaube ich nicht, dass dies negative Resultat gegenüber den anderweitig von mir erhaltenen positiven Resultaten ins Gewicht fallen kann.
# Elektrische Kraft Hertz:116

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* in grösseren Entfernungen eine Phasenverzögerung gegen die Schwingungen in der Nähe aufwiesen oder nicht. Ein vorhandener Phasenunterschied würde eine endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit anzeigen. Dieser Plan hat sich in allen Theilen als durchführbar erwiesen. Die nach ihm angestellten Versuche haben ergeben, dass sich die Inductionswirkung durch den Luftraum allerdings mit endlicher Geschwindigkeit ausbreitet. Diese Geschwindigkeit ist grösser als die Fortpflanzungsgeschwindigkeit elektrischer Wellen in Drähten. Das Verhältniss beider Geschwindigkeiten ist nach den bisherigen Versuchen etwa 45 : 28, danach ergiebt sich die absolute Grösse der ersteren als von der Ordnung der Lichtgeschwindigkeit. Ueber die Ausbreitung der elektrostatischen Wirkungen konnte ein Urtheil noch nicht gewonnen werden.
* Der primäre und der secundäre Leiter.
* Der primäre Leiter AA′ (Fig. 25) bestand aus zwei quadratischen Messingplatten von 40 cm Seitenlänge, welche durch einen 60 cm langen Kupferdraht verbunden waren. In der Mitte des Drahtes befand sich die Funkenstrecke, in welcher durch die sehr kräftigen Entladungen eines Inductoriums die Schwingungen eingeleitet wurden. Der Leiter wurde 1,5 m über dem Fussboden so aufgestellt, dass der Draht horizontal lag,Fig. 25. die Ebene der Platten vertical stand. Eine Gerade r s, welche wir durch die Funkenstrecke horizontal und senkrecht zur Richtung der primären Schwingung legen, wollen wir als die Grundlinie unserer Versuche bezeichnen. In der Grundlinie bezeichnen wir einen Punkt, welcher 45 cm von der Funkenstrecke entfernt ist, als den Nullpunkt. Die Versuche wurden in einem grossen Hörsaal angestellt, in welchem sich auf eine Entfernung von 12 m hin keine festen Gegen-
# Die dunkle Kammer oder Worte ohne Bilder

Textdaten :
| Autor: | |
| Illustrator: | {{{ILLUSTRATOR}}} |
| Titel: | Die dunkle Kammer oder Worte ohne Bilder |
| Untertitel: | |
| aus: | Der Nürnberger Trichter, Nr. 4, S. 15 |
| Herausgeber: | Hermann Wimmer |
| Auflage: | |
| Entstehungsdatum: | |
| Erscheinungsdatum: | 1848 |
| Verlag: | Friedrich Campe |
| Drucker: | {{{DRUCKER}}} |
| Erscheinungsort: | Nürnberg |
| Übersetzer: | |
| Originaltitel: | |
| Originalsubtitel: | |
| Originalherkunft: | |
| Quelle: | MDZ München, Commons |
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Hier sehen Sie drei Bilder nach Louis Blanc. Das oberste stellt die autorité dar.
Was ist denn das, autorité?
scheint auch nicht über die in Deutschland herausgekommenen „Geheimnisse“ und den „Ewigen Juden“ hinauszugehen. Schäme dich, junges Deutschland! Die autorité heißt Auktorität, und ist ein Frauenzimmer, das auf der einen Seite gar kein Geschlecht und auf der andern zu viel hat. Ohne Allegorie ist das gar nicht denkbar: darum nimmt man Pabst Gregor VII und König Ludwig XIV oder sonstige Ludwige – verstehst du, sinnbildlich aufgefaßt. –
Das zweite Bild stellt den individualisme oder die Vereinzelung dar. Dieses hat die meisten Schwierigkeiten gemacht, weil der Künstler lange kein rechtes Angsambel oder Zusammen finden konnte, ohne welches doch kein Gemälde schön ist oder zu nennen sein dürfte.
Aber das ist ja blos eine Landkarte von Deutschland und der Schweiz!
Uebrigens ist das keine gewöhnliche Landkarte, sondern die ist historisch aufgefaßt, Deutschland nach dem westphälischen Frieden und die Schweiz zur Zeit der Neuenburger Konferenz. Im Hintergrunde konkurrirt eine Masse nationaler Individuen. –
Das dritte Bild ist die fraternité oder der Socialismus.
Ich verlange Aufklärung.
was der Socialismus zu bedeuten hat. Das ist die Restauration nach dem Communismus oder der Gemeinheit, die als französische Revolution auftritt – oder die Arbeit nach dem Genuß. Hier konkurriren keine Individuen mehr, und darum läßt sich das gar nicht darstellen, wie du siehst.