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Ausfhrlicher Bericht ber mehrere in den Jahren 1826 und 1828 in den Minen von Dolcoath in Cornwall zur Bestimmung der mittleren Dichtigkeit der Erde angestellte Pendelversuche.

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11. Ausfchrlicher Bericht uber mehrere in den
Jdwen 1826 und 1828 in den ikfinen con
Dolcoath in Cornwall zur Bestimmung der
mittleren Dichtigkeit der Erde angestelhe
Pendelversuche; mitgetheilt von M.
D r obisch, ProJ in Lezjxig.
S c h o i i im rergangenen Jahre habe ich in diesen Annalen eincn kurzen Bericht nus dem Philosopb. Magazin
initgetlieilt, uud den Versuch geinacht, die dort beigebrachtcn Angaben in Rechnung zu nehmen. Gegenwzrti8 sclie ich uiich durch die Giite eines Freundcs in den
Stand gesetzt, nachfolgende treuc Uebersetzung des W e sentliclisten einer nicht in den Buchhandcl gekominenen,
unter dem Titel: Accoun& qf experiments made a&DO/coath-Jline, in Cornwall in 1626 and 2825, for the
pwpose of determining the densi&y of ihe earth. Cambridge 1828. s. 16 s., gedrnckten, wic es scheint nur
den Frcuuden der Verfasser bcstiininten Abhandlung, zu
liefern, die, obgleich die Versuche nicht gauz zuin Ziclc
fiihrten, doch schon dadurch interessant ist, dafs dariii das
I)ctail der Deobachtungen mit zicmlicher Ausfiihrlichkeit
bescliricben wird , iind daraus kiinftige Beobachter , die
freilich sich in L)eutwcLland, schon tlcr Iiostbarkeit der
dazu uohigen Instrumente w g e n , niclit leicht linden diirften, lernen liiinnen, welche Scliwierighcitcu sie zu beseitigen suclien niiissen. h a c h einer Einleitung, in der das
Problem, die Dichtigkeit der Erde zu finden, iui Allgemeinen in’s h u ~ egefafst und ubcr die vei scliiedenen Vcrsuche C a v e n d i s h ‘s und H u t t o n’s berichtet wird, heifst
es wie folgt:
In diesen Fiillcn (bei H u t t o n und C a v e n d i s h )
ar dic beobachtete Tliatsache die Variation in dcr Rich-
410
tung der Schwere, die durch die Wirkung irgend einer.
aufseren Masse hervorgebracht wurde. Aber es ist klar,
dafs man das Experiment auch in verznderter Form anstellen kann, wenn sich die Variation der lnterisitat der
Schwere, die durch Addition oder Subtraction irgend einer
bekannten attractiven Quantitat bewirkt murde, messen
liefse. W i r haben in den letzten Jahren ein Instrument
von seltener Feinheit und Schicklichkeit zur Abmessung
jeder Veranderung in der Intensitat der Schwere, durch
Captain K a t er’s Erfindung der Methode der Coincidenzen und deren Anwendung auf die Schwingungen eines
unver&nderlichen Pendels , erhalten. Durch diese Methode kann man mit vollkoininener Gewifsheit eine Storung in der Schwerkraft entdecken, wodurch eine Uhr
in Einem Tage & einer Secunde gewbnne oder verliire,
d. h. To$om von der Quantitit der Schwere selbst.
Dime Art zu experimentiren ist gegenwartig init Erfolg
bei der Untersuchung iiber die Gestalt der Erde angewendet worden. Es scheint daher eine wahrhaft interessante Unternehmung, dieselbe Methode auf das eben auseinandergesetzte Problem anzuwenden ; und obschon anerkannt werden mufs, dafs dieser Plan, in Folge verschiedener IJnfiille bei der Ausfiihrung , bis jetzt niclit
den vollen Ertrag hatte, so durfte es doch der Muhe
werth seyn, die angewandte Methode, die Schwierigkeiten und die Fortschritte der Experimentatoren bei den
zwei nachfolgenden Unternehmrmgen zu beschreiben.
Es ist oben gesagt worden, dafs unser Problem gelost seyn murde, wenn man erfahren konnte, um wie vie1
die Intensitat der Schn ere durch Hiuzusetzung oder Entfernnng irgend einer bekannten Masse vermelirt oder vermindert werden wiirde. Es ist wohl unwahrscheinlich,
dafs zu diesem Zwecke irgend eine Masse, die das Erzeugnifs menschlicher Arbeit ist , geschickt segn sollte.
Betrachten wir aber die Schwere an der Ober- und an
der Grundflache einer Schicht von solidem Felsen, so
411
ist klar, dafs in dem ersteren Falle die Anziehung dieser Schicht niedcnvarts wirken und die anziehende Kraft
verme[lreil, im andern aufwarts wirkea und sie vermindern wird *). Es karn daher darauf an, das Verbalten
cines und desselben Pcntlels in zwei solchen Positionen
111cssend zu vergleichen. W i e es scheint, sind zwei Stationen, eine an dcr Oberflache der Erde, die audere in
einern in6glichst tiefen Schachte geeignete Punkte, uln
die Frnge zu entscbciden, und k6nnen durch eiuc eigenthumliclie hnwrndung der Methode der Coincidenzen
gnugerid vcrglictien werden.
Die erste Unteniehmung dieser Art wurde im Somincr 1826 durch H n . A i r y und Hrn. W b e w e l l , Mitglictler des Trinitzt-Collesiurns zu Cambridge, gemacbt
Die Scenc ilirer Operationen war das Kupferbergwerk von
Dolcoath bei Camborne in Cornwall. Ihre tiefste Station war eine Kaininer in dern Felsen in ciner Tiefe von
1200 Furs linter der Oberfljiche, und eine kleine Hiitte
fast senkrccht dariiber war ihr oberer I’imkt. An beiden Stationen war ein besoiideres Pendel und einc Uhr
placirt, um es mit dieser vermittelst der oben erwiihntcn
Methode der Coincidenzen zu vergteichen. Die beiden
Uhrcn wurdcn mit einander durch sieben Chronometer
vcrglichen, und zwar an jedcin Tagc des Experiments, sow o l i l zu Aiifang als zu Ende dcr Operation, erst mit dein
eiucu dann wit dem andern. Der Grund, wariirn eine so
grofse Zahl dieser Vergleichuns vcrrnittclnder Instrumente
angcwandt wurde, war, dafs inan beabsichtigte, jede Irregiilaritat im Gange oder Ungenauigkeit in der Vergleichung
auf jeden Fall mittelst cines Durchschuitts auszugleichen.
* ) Das wird s i c , sovivl ich einsehc,
nur, wenn sich daa Gebirge,
dcm sie angchiirt. Dlcr die allgemcine Oberflirhe der Erde (gcnau groommen Jar Nivcau d e s Mceres) e r h c h ; i n jrdem andern
Falle, wciin sic unter d r r allgcrncincn Oberfljclie liegt, vcrnichl ~ gegenrcitigen .\urielrungen aller Theiltcn sicti l ~ e k ~ n n t l i cdie
clien dcr ScIriclrt auf jecleri unter ilir licgcnden Punkt.
D. U e b e r s .
412
Die augenscheinlichsten Schwierigkeiten bei dieser
Unternehmung schienen iibenvunden zu seyn. Uhr und
l’endel waren ohnc Schaden in die unterirdisclic Kaininer
Iiinabgelassen, an ihrctn Orte aufgestellt und in Gel\ cgiing gesetzt worden. Es mag noch emahnt werden, dafs,
in Folgc cines mangelhaften Pendelgestells (was man erst
riiiten bemerkte) die Versuche, das Pendel an der unteren Station aufzustellen, wit Urnstlnden verknupft waren,
dic mfiglicher Weise Verdacht einflbfsen konnten, dafs
sie auf die Fonii des Pendels Einflufs gehabt hztteu. Im
Laufe dcr Eeobachtung war die tzglichc Ermudung der
Beobacliter durch das Auf- und Absteigen zivischcn dcn
bcidcn Stationcn nicht unbctrkhtlich, \vie nian sich leicht
vorstellcii wird, wenn man uberlegt, dafs es eben so v i d
mar, als o b man in einem Brunoen 3: Ma1 so tief als
die %he von St. Paul betriigt, auf Leitern auf- und abklettcrte. Hiczu kam noch ein 6 bis Sstiindiger Aufenthalt auf dem Grundc der Mine, in Feuchtigkeit und
Schmutz, und in feuchter und schmutziger Kleidung. Es
schicu jedoch niclit, dafs irgend eincr dicscr Umstiinde
unsre Arbeit am glucklichen Erfolge behilidern konnte.
Die Feuchtigkeit des Ortes, obschon sie dcn Gang der
Ulw zu afficiren schien, hernmte ilin doch nicht; und die
Iisufigen Explosionen beim Sprengen des Gcsteins, die
durch den soliden Felsen hindurchschallten und Luftstiifse
durch die Oeffnungen der Thur unscrcr unterirdischcn
Kauimer hervorbrachten , schienen nicht leicht die Regelmlifsigkeit der Pcndelschwingungen zii unterbreciicn. Die
Hauptschwierigkeit, die wirklicli fiihlbar w i d e , war die,
die Chronometer von einer Station zur andern auf cine
so sichere Weise zu bringen, dafs din Gcnauigkcit ihres
Ganges dadurch nicht gestiirt wurde. b i c h n - und Ausfahrt war fast unverincidlich sehr beschwerlich , indem
beim Durchgang durch enge Passagen uud Oeffnungen,
die w n einer Leiter zur andern fiihrten, es fur die Person, welche die Zcithalter trug , uniniiglich war, jeden
stors
413
Stofs und jede Collision zu vermeiden; bei einer oder
zwei Gelegenheiten waren daher von einigeu derselbcu
die Glaser zerbrochen. Bei jeder Beobachtungsrcihe des
ersteu Expcrirnciits
diefs, o b vermeidlich oder nicht,
die schwaclie Seitc: und die Vergleichung der beiden
Uhren, mittelst der verschiedenen Chronometer, amtatt
bis auf den Bruch einer Sccunde tvglich iibereinzustimmen, wie es zu hoffen mar, differirte oft urn mehrere
Secunden,
und das warf eiiie Unsicherheit auf das
game Resultat. Als man diese Irregularitliten beuierkt
hatte, \vlll.de ein Veraucli geinaclit, ihuen abzuhelfen, inden: man die Zeit abkiiizte, fur welche man sich auf die
Chronomcter verlassen hatte. Diese wurden nun alleiii
zur Vergleichuiy, der Uhren bei hnfang und Ende jeder
Beobachtung gebraucht und hiriaufgeschickt? sobald als
sie beilu Beginnen der Beobachtiuig iuit der unteren Uhr
vergliclien wareii, und uiiigekehrt hiiiabgcsentlet, um iuimittelbar vor Ende des ‘L‘ageswerlis vcrgliciien zu werden. Die so verinehrtc Arbeit ward durch eineii Iiiihereu Grad von Genauiglieit helohnt, docli waren die Abweichurigen hnmer noch griifser wiinschensmertli ; viclleicht wsre aber irgeiid eine aiitlere Vorsicht angewandt
worden, wenn niche cin ungliiclliclier Zufall dem Esperiment ein Eiitle gemacfit hiitte.
In Uebereinstimniung init dcr bei dicsem Gesclliilt
angewandten Mcthotle mrifstcn die beiden abgesondcrten
Pendel, die zcr Unterscheidung, nach den Kaincn ilirer
friiheren Besitzer 1.1a 1I und F o s t c r heilsen iniigen, wecllselsweise oben untl mten gebrauclit w.vert!cn. Zuerst war
H a l l unten uud F o s t e r oben, uud die Ceobachtunscn,
welche 4 Tage hinter einauder wicderliol: wurtlen, fiihrten iibereiristimuicnd zu dem Resultat, dafs ersteres iiber
das letztere ungefiifir 79 Secundeu tiiglich gewaun. L)ie
Pendel wurdcn iiun wrtauscht, nntl cs schien, dafs H R 1 I
an dcr Oberflachc iiber F o s t e r , witen clvva. ‘71 Secuiiden tsglich g e ~ a n n ;der erslere wirde also clurcfi dicsc
-
’
A n d . d. Pliysik. B.90. St.3. J. 1828. St. 11.
D tl
414
Veranderung des Orts retardirt, der zweite eccderirt, so
dak der Zuwachs der Schwere an der iintern Station der
halben BifCerenz der obigen Quantittiten, oder 4 Secunden taglich, gleich ist.
Der zunachst versuchte, Schritt war nun, das Pendel
F o s t e r an die Obertliiche zu bringeo, uin sich zu versicherii, daCs es, wihreiid der vorhergegangenen Operntioneii seincn Gang rlicht geandert habe, uritl dieser Scliritt
fiihrte die Endkatastrophe des erstcn Erperiincnts herbei.
Die Pendelbuchse (pmdu~urnbox)mar, in drci Fritterale
gepackt, a b g c m d e t , und durch eiiien filst senhrechten
Scliacht von 1200 Fuls ‘i’icfe durch Menscheo- rind I’ferd c h f t hiiiaiifgezop yorden. Dessen ungeachtet bot
der Eiiner, der alles enthaltcn hatte, als er oben ankaoi,
(leu erwartenden Augeii des H r i i . A i r y iiur ein wenig
- rauchende Asclie dnr. Durch irgend eiuen ur.erkltirlichen %t&ll, vielleicht durch eine Lichtscliiiuppe, die auf
leicht fangende Materialien fiel, war (lids l’endel, n-elches den Gefaahren der Nordweslpassage entronnen war,
und sp;iterhin bei Port Bow cn gesrhrr unsen hatte, nun
wahrscheinlich in eiue senkrechte ‘l’iefe \ ou 1000 Furs
hiiia bgest urzt.
L)a die Berichtigung der Peiidel auf diesc Weise
unuiiglich wurde, so miifsten nothwendig die Ergebiiisse
dieser Versuche als selir unvollkoinnien gelungen angesehen werden. So weit als sic auf Vertrauen Anspruch
maclien honnten; strebten sic, der Erde eine weit griifsere Bichtigkeit beizulegen, als die vorhergegangenen Untersuchungen gegeben hatten. Eine Beschleunigung von
4 Secunden in .der Tiefe von 1200 Furs oder
des
Erdhalbmessers *) I\ iirde einer mittleren Dichtigkeit 7,73
*) In cler yon mir in dem FriiLeren Aiifsrtze gegeberren Berechnung, S. 155., die leidrr cliirch swci uoverzeitiliclie Druckfehlcr
entstellt isi ( i r ~ c l , I O 2. i. v. u. zu lesen is:: 190,77 T o i s e n . utlcl
2. 9. v. U. 3265199.2 Toisen) h a t t c iclt n.ic11 dem Philos. MaK a Z i I l die Tiefe d o ScLaclrtJ =1220
angenommen, fur den Errl-
415
Ma1
so 50fs als die der obercn Schichten, oder ungef;ihr 20 Mal. der des Wassers entsprechen; eine Dichtigkeit grbfser als die des schwersten Metalls. IJm die
Resultate der Veiwclre des Dr. H u t t o n ZII beststigen,
hlitte uiiter dieseii Uiiisthden die Ileschleunipng 2 Seciinden tiiglich bctragcn sollcn, cine Differcnz in dcr
beobachteteri Griifse, welche kaum voraiisgcsetzt wcrden
kann, ohtie anzunehincn, dafs sicli die Pendel verkidert
kitten; uud dicfs ist eine Quelle des Irrthums, yon der
man diese Mctliode in allen FalIeii fur frei gelialtelr haf.
Es ist dcr Miihe Werth zu bciiierken, dafs, wenn
die Acceleration a n der untern Stalion ausgeiiiacht ist,
\vie es scheint, keine bctrkhtliche Ungewifslieit iiber die
inittlere Diclitiglieit der E r d e obwalten liaiin. RIaii kijiiiite
vielleiclit iin ersten Xogcnblick denlicn, dafs die Miiglichkeit, cincr irreguhren Vertlicilring der dicliteren Matericn des Erdkiirpers unscr Raisoiinement zweifelliaft innclie; man mnfs abcr iibcrlegcn, tlafs, wcnn (lie E r d e in
der Vertlieilung ihrer R.l;rtcrialien von tlcr Iiegelinlifsigkeit bedeuteiid abweicht, clicse Anoinalie a n der Obcrflache ihren griifsten \\‘erth erreichen iiiiifste, was nicht
dcr Fall zu seyn scheint. Auch schcint kein Grund vorhaimden zu s e p , zu vcrnmuthen, dafs diese Kraft eiiie
( engl.) Viertcliiieile linter dem Mecresspicgel irregullirer
seyn sollte, als au der OberflSche selbst *). Daher ist
radius rcclincte ich 20880261,3 Furs engl. D a n n also w a r d i e
l’iefz dE Erdlialbmesser. I m obigen ist d e r Erdlialbrriesscr zu
20892000 Furs angenomrnen, was scliwerlicli so genau ist, wie
m c i n e Angabe.
D. I j e b c r s .
*) Aus dieren W o r t c n k 8 n n t e m a n sclilief>en, dafs cler untcre
Beobachtuugsort wirklich u n t e r d e m Spitgel clcs J J e r r c s liegt.
w o r i i h e r sich a e i t c r keine Angabr in d c m Kericlit findet.
So
riel Vcrtrauen , wle die Vcrf., kano i r h iibrigcns d r r hlctlioile
bei d e r Bestirnmung d c r Erddichtigkrit nicht srhenken. Es i i t
mir wohl bekannt, dafs aus L a p l a c e ’ s ~ ~ i t e r s u c h u n g efolgt
n
:
1) d r f s die n r c h dem Mittelpunkt zu an Diclitigkcit wachrendeu
Schichten fast qanz genau regelrn5big urn d e n S c h w e r p u n k t des
Dd 2
416
es so wahrscheinlich, als es n u r immer durcb eine allge.
uiciiie Schliifsfolge werden kann, dafs, wenn man Experimente clieser Art in verschiedenen Ticfen und in entfernten Lsndern anstellte, sie, so weit als sie gcnau wYr e n , dasselbe Resultat geben wiirden.
Die I’crsonen, welclie dicses erste Expcrimcnt leikten, waren beide so vollliolumen von dcr Ausfiihrbarlicit
und dem W e r t b e dicser Mcthode iibeneugt, dous sie bcscllossen, sobald als es iu ilirer Gewalt stlindc, die Ilnternehinung zu crneuern ; auch richteten sie ihr hugenmerk wicder auf dicselbe Mine, iiidein sic gefiinden hatten, dirk sic alle gesuclile Erfordernisse vcreiiiigtc, und
iliiieii bckaniit war, d a b sic arif die regste uucl tbiitigste
’I’hciltialime aller der Personen reclinen durften, welche
mit diesem Bcrgwerk in Vcrbindung stnnden.
Zwei Jahre naclilier kelirlen sie zu ihrer hufgabe zur k k , nachdem sie jedoch in verschiedcnen Bcziehungen
den. ersten Plan ihrer Operationen abgeiindert hatten.
Wie emiihnt wordcn ist , bestand eine hauptsaclrliche
Unvollliominenheit darin, d a k die Vergleichun~der Uhren
z u Anfang und Ende jeder Eeobachtung nicht so genau
Erdsphsroids gclagert sind; 2) dafs d i e Ticfe des Meeres ein
kleiner Bruch von d e r Differcni der beiden Erdaxen ist; 3) dafs
d i e I;nregclrnsfsigheiten d c r E r d e cine geringc Tiefe habcn. Allein
ich m u h wiedcrliolt fragcn: o b man bei d e r ScbGlzung d e r niittlercn Dichtigkeit der obersten Schichlen, w e n n man sic11 n u r
wenig hundert F u r s unter d e r 0berfl.iclie des RIceres Iielindet,
das specif. Gewiclit des Meenvassers so unbedingt Irinwcglasscn
kann.
Dafs die Tlieilchen desselbco eben so gut cine anziehende W i r k u n g Sufscm, w i e d i e des festen Landes, kann w o h l
nicniand einfallen zii bezweifeln.
Ich sclre daLer nicht den geringsten G r u n d . es aus dem Mittel d c r spccif. Dichu’gkeit &r
obersten Schiclrtcn Wegzuktrsen. SO lange r u a n a b e r ubcr diesen P u n k t noch nictrt gewifs ist, bleibt die Bcstinlrnung unsiclier. Anders mag es sich verbalten, w e n n man aus den1 Druck
dcr Schiclrtcn auf einander die muttiriiafsliche Dichtigheit der
E r d h e r n s 211 berechncn siicht.
Uier bleibt des BIecr als eiri
kleiner l i r u c h gant hinneg.
D. Urbel-s.
417
war, als man wiinschen mochte.
€in Mittel, das sicli
ziir Abhiilfc dieses Mangels darbot, war: die Beobaclit m g fiir eine weit kingere Zeit fortzusetzeo. Ein Fehlcr yon cincr Secuiitlc Vorspriing war cin bctrYchtlichcr
‘l’lieil von 5 bis 6 Stundcn, wurdc aber vcrgleictisweisc!
unbeclcutend, wenn die beitleu Pentlel an der OberfliicIie
rind auf dem Grunde der Mine ebcn so viclc ‘rage und
N i c h e oline Unterbrecliring bcobachtet werdcn koiintcn.
Diese Weise zu csperirncntiren wlire jetioch oniiiiislich
gcworden, wenn dic Unternehmer nicht durch antlcre
Pcrsoncii, wclchc sicli cbcnfalls fur die Saclie intercssirten’, vcrstlirk t wortlen wliren. Br. S h e c p s h a n k s, cbenfalls Milglictl tlcs ‘riinitli!colleSiurns, gesellte sich zii ihnen
untl brachtc zii ihrcn fliilfsinitteln nrelirere vortrcffliche
astroiiooiiuchc Instrriinente liinzu, mit welchcn c r sicli
€liilfsbeobnclitun~en untcrzog; airch zwci Stiidcriten der
Univcrsitiit, Hr. W.h i ry voni ‘frinI1:its - und Hr. J a c k so n w i l l Cajrrs- Collegium hatter1 ilircn Beisland angeboten, uiid so bildetc sicli cine hinreichcnd znlilrciclie
Gesellscbaft fur die fortsesctztcn Opcratiouen an beiden
St at icnen.
Eine nndcrc .Abn.cicliung von der frijhcrcii Anordnung w a r , clak die I’endel, anstatt sie zwischen den
oberen tirid iinteren l’unl; tcn zii verbvechsclii , unniiltclbar iiiit cinnndcr rcrgliclien wirrtlen, b c r o r und nachdcin
man dns eiiie vcn ilriicn hinunkr gcscliickt hntte. Dick,
geschah datlurcli leicht, dafs inan z w i hleinc Ritzen auf
das Eirtlc tlcj schncller gchcnden l’cntlels ein;ruh, bis
sic sl:iozend waren, rind diese Ritzcn statt dcr Riinder tlcr weilben Schcibc scbrauchte, wclche bci dcr gc\~iilinlichcii ~eobaclitrir?gs\veiscan deiii Pendcl dcr Uhr
angcbracht w i r d ( This was casib donc by scraping
two small spccks on the tail
tlic :picker peiiduhim , till t h y lucre hrishi; and using thesc specks
for the edges of the u h l e disk, which is placed on
tile clock p e n t i r h n iii ihc nsricrl./rorm (/f file ohscrun-
418
tion).
Melirere unbedeutendere AbSnderungen des gewiihnlichen Apparats, hinsichtlicli der Form und Construction dcr Sclieibe, des Diaphragm’s, des Bogens etc.,
brauchen hier nicht nsher angegeben zu werden.
Mit den vorher erwahnten erforderlicheii Instrumenten von d2r Kiinigl. Societat und dem Lzngenbiircau tinterstutzt, versaminelten sich die Beobachter zu Dolcoath
im J u l i 18.23. Sie verglichen ihre znei Pendel an der
oberen Station zwei bis drei l‘age, schafften d a m eiiis
derselben in die unterirdische Kainiuer und lingen iiun
ihre lange Iieobachtung an. Die Pendel wurden, iiur init
den unuingiinglichen Uiiterbrechungen , imiiier in Schwingwig crhalten von Montag friih, den 21. J u l i , bis dcii
tlarauf folgenden Sonnabelid Eacliinittags. Uie unterirdiwhen Beobacbter giogen auf ilire SLatioii respective jcdeii
l’ag friih 6 , Nachmittags 2 und Abentls 10 Uhr. Jeder
von i1ine:i falid tlas Pcndel schwingend, machte die neobachtungen, wclche erUort1et-t wurden, UUI eiiie Reihe seiner Schwingungen zu schliefscn, setztc es von Keuein ic
Bcwegiing uiid beobachtete es uiigefiilir drei Stunden ;
dann hielt cr es wiedcr an und sctzte es von &cuein in
Bewcgung, urn den Anfang zu einer Beobachtungsreilie
211 uiaclien, die scin Nachfolger bcschlofs.
Das obere
Pendel ward durch Hrn. S h e e p s h a n k s beobacbtet, der
wYhrciid der fiacht und zu andern Zeiten gelegcntlich
durch diejcnigen von den Eeobachtcrn unterstiitzt M urtie,
die niclit bescliaftigt waren. Die Vergleichung der Uliren
und Chronoinelcr, obgleich theorctisch nur zu Anfang
uiid Ende tler ganzen Ueobachtung erfordert, wurdcn jcden Tag voii Hrn. hi ry unten, und V O I I ilim imd € I r a
S h e c p s h a n k s an der 0bcrH;iche angestellt.
Sachdcm die Beobac!ituiig auf diese Weise beendist \Torden war, wurde tlas iintcrc Pendel zu ’I’agc gebraclit. Xach dein Unfallc, der sich bei der friiliereu
Operation ercignct hatte, n a r jetzt Sorgc getragen, die
zarteren Theile dcs Apparats, die Uhr uud das l’endel
419
durch zwei Mznner geleiten zu Iassen, die an dasselbe
Seil befestigt waren. Diejenigen, welche auf der unteren
Station die hulfahrt dieser Gruppe von Menschcn rind
(;epjick snhen, werden nicht leicht den malerisclien Anblick vergessen, als sie langsam scliwaiiliend aufstieg, bis
sie zuletzt in dcr Duuliellieit und zwischen den hemorragendeu Felsinassen verscliwand.
Das l’endel S a b i n e (so hick das untere nach Capitnin S a b i n 0’s friilier damit angestellten Versuchen)
w w d e nun wieder init den1 obern Pendel ( B r i s b a n e )
verglichen, urn sich zu versicliern, d a k es lieine Vcrlincleruiig erlitten habe. Bas erstc Resultat dieser Priifung
inachtc nicht wenig Eintlruck, da es schien, dal‘s das Intervall zirischeii zwei Coincidenzen der beiden I’cndel
iiiclit iiielir classelbe war, als bevor man es in die Grube
gebracht Iiatte. Anstatt 20 Miuuten 20 Sccundeo, \vie zuvor, ergab es sich, clars dieses Interval1 jetzt nur 20 Minuteii S Secuiiden, odcr noch wcniser betrug. 1)iese Versnderung schien durcli eiue Verhderlichkeit dcs Apparats veraiilal‘st zu s e p , welche das ganze Experiinent
fehlerhaft machen inukte. Eiiie strcngere IJntersucbuiig
inncbtc es wabrscheinlich , dal’s diese UilTerenz yon eiiier
Unsicherlieit in der hufstellung rind Ungcnauigkcit in 1%cirung des Pendels Iicrriihre, wid so ward sic durcli Beseitiguiig dieser Mangel vor dcr Hand so zicmlich hinweggcschafft.
Die Haltbarlieit der init demselbeii gemacliten Experiuicnlc konnte allein durch cine Rcihc von Eerechiiangcn hestiitigt werden, die uichrere ‘l’age beschal’tigten.
Durcli diese Reclinung gewanii ninn dic Eiiisiclit, dafs
die ersten drci Tage sehr wohl niit cinander iibcrciiistiinititcn uncl grolse Hoffnung inactiten, dafs inan seiiieu
Z;vcck vollstlilidig errcicht habe. Die Besclileuiiigung des
l’eiidcls a n dcr untern Station betragt , wie liieraus erhellt, etwa zwei Secundcii taglich. h l s iiinn aber zii d e n
Ncrechiiongcn dcr letzteii zwei T n g c kbergiiig , hattcn
420
die Beobachter den Verdrufs, eine Verschiedenheit zu
finden, die ganz unermartet und vollig uncrklirbar war.
niese Tage schienen eine Beschleunigung etwa doppelt
So ,groCs als die andern zu geben. Und dieser Widerspruch war um so unwillkommner, je mehr andererseits
der Prozefs offenbar eine seltene Vollstandigkeit besafs.
Die Vergleichung der Uhren, die wir schon erwlhnt, die
schwache Seite des ersteren Experiments war, geniigte in
diesem vollkommen; die acht Chronometer stimmten kaum
mit irgend einer Ausnahme, bis auf die Kleinigkeit von
7 " ~Secunden, und, mit sehr seltenen Ausnahmen, mit
einem noch vie1 hijheren Grade von Genauigkeit zusammen. Diejenigen, welche mit astronomischen Beobachtungen umgehen, werden bemerken , dafs diese Gehauigkeit , obschon unbezweifelt erreichbar, doch hochst genngthuend ist *). Es schien daher, dafs nichts als eine
Veranderung im Pelidel selbst von diesem Fehler Rechenschaft geben kijnne, und die Beobachter waren unwiderstehlich veranlafst, zu schlielen, dafs der Theil der
Mnschinerie, dcr in allen iihnlichen Fiillen als untriiglich
angenommen worden ist , bei diesem Pendel fehlerliaft
oder defect wnr. Als eimiger W c g blieb dahcr iibrig,
d u d geciuldigt; Untersuchung auszumitteln , wo der Sitz
dieser Unvollkommenheit sey, und wie ihr abgeholfcn
werden kijnne. Die Beobachtungen, welche zu diesem
*) D i e arht trnghnren Chronometer gingen nach Sonnenzeit, u n d
machten 5 SchlBge in 2 Secunden. Diese wurden mit den Uhren
nicht uuniittelbar , sondern durch Vermittelung eines Sternchronometers, das Iialbe Secunden schlug, an jeder Station vcrglichen. Diefs geschah i n d e r Absicht, urn die Vergleichung durch
Coiucidenzen der Schlage zu rnachen. W e n n einer yon den
Schl,gen des tragharen Chronometers mit einem d c r Sternchronorneter einmal i n 360 Secunden coincidirte, so wiirde eine Ungewil'sheit von 6 Secunden i n dieser Coincidenz (welches mehr
betrigt als unrermeidlich ist) die Vergleichung n u r urn & einer
Secunde allicirt hrben. Das Sternchronometcr w a r d rnit den
D. V crf .
C h r e n auf dicselbe W e i s e verglichen.
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Zwecke wfihren der ersten 14 Tage des August’s angestellt wurden, . fiihrten 211 verschiedenen merkwlirdigen
Resultaten. k’s zeigtc sich bald; dafs die relativen Verhsltnisse der Pendel keineswegs so fest waren, wie man
nach der bisher allgemein hieriiber verbrciteten Meinring
hiitte erwarten sollen. Eine Ursachc irgend einer Unregclm~fsigleit schien in einem wechselseitigen Einflusse,
den die Pendel auf einander ausiibten, zu liegen; denii
in einigen F d l e n wurde der Bogen, durch welchen das
Pendel S a b i u e schwang, nachdem er sich abwarts his
zu einer kleincn Amplitude vemindert hatte, einige Zeit
constant, und wuchs dann wieder. Es ist leicht zu begwifen, dafs ein gegenseitiger Einflufs dieser Art sich in
lnngen Cyklen von Veriinderungen von sclbst zeigen
rniilste, gleich denjenisen, welche die Planeten auf ihre
pgcnseitigen 1:ewegungen Bakein. Diese Ursache voii
Irrtlium ward, sobald sie bemerkt wurde, dadurch beseitist, dars man zivischen den beiden ,Pendeln ein Brett
.befestigte, so dafs jede durch das eine erregte Bewegung
der Luft verhindert wurde , das andere zu erreichen.
Es fand sich, dars das Pendel S a b i n e , welches am
meisten unerlil~rlichcn Veriinderongen untenyorfen zu
s e j n schien, in seinein Gange durch kleine Verriickungen in der Lage der st:ihlernen Zapfen, in welclien es
hing, gegen die Agatplatte, aiif denen diese ruhen, gcst3rt
wurtle. Diefs beweist folglicli, dafs es dem Kiinstler
iiicht gelang, die Platten vollkoinmen eben und die Schneidcn vollko~niiieii gerade zu verfertigen, ond d i e t offenbarte sich auch bei einer sorgfiiltigen Besichtigung d e r
Schneiden, wenn sie auf den Platten ruhten. Hr. A i r y ,
der tidier seine hufrnerksaniheit darauf lenkte , diejenige
Fonn dcr Schneiden und Platten zu entdeckcn, die dem
l’hiinonien entsprGche, und der iiber diesen Punkt in’s
l h i n c gekoinmeii war, sagte voraus, d d s das Interval1
dcr Coincidencen dnrch Umkehrung d e r Seiteii des Pend d s betrlichtlich verkiixzt werden wiirde. D e r Erfolg be-
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ststigte diese Vorhersagung, und mit diesem neuen Lichte
iiber den Gegenstand hielten sich die Beobachtcr fur geschickt, richtige Resultate wit ihrem, wenn gleich niclit
vollkommenen, Apparate zu erhalten, und beschlossen
dalier, das Pendel wieder nach der unteren Station zu
schickcn.
Aber in der Zmischenzeit hatte sich ein Ereignifs
begeben, welches das Experiment abzukiinen oder seiiie
weitere Verfolgung unmbglich zu machen drohte. Das
war nichts anderes, als das Herabsinken einer grofsen
Masse der Schicht, in welcher sich die W e r k e der Mine
befandcn. Ein unterirdischer Theil des Felsens, wahrsclieinlich vielmal so grofs als die Westmiinsterabtei, hntte
sich so weit von dein iibrigen losgerissen, dnfs er unI&liig
war, sich zu halten; und obschon die Gefalir nicht unvorhergesehen war, uiid nicht weniger als 100000 Tonnen Steine in die Kluft geworfen worden. waren, um die
Masse zu stiitzen, so verbreitete sich doch am S. August,
als man bemerkte, d a b sie sich bewege, grofses Sclirekken und Venvirrung durch die Mine. Die Eeweguug bctrug nur wenige Zolle, vorzuglich in Folge der klugeu
Vorkehrungen, die inan getroffen hatte ; diefs reichte aber
hint Balken van dem stlrksten Zinimerholz wie Huthen
in Stucke zu brechen, und namentlich die l’umpen, die
sicli von dem obersten Punkte bis auf den Grund der
Mine in einer Liiiie herabzogen, die durch einen Theil
dieser sinkenden Masse sing, zu verstopfen. Iliirch diesen Zufall wurde iiaiuenllich die groke Maschine, welche unaufhiklich Wasser aus dein Bergwrli leitet und
dessen Anhh~fung verhindert, zuin Stillstand geriiithigt,
und das Wasser begann nun sogleich in den unleren
W-acken anzuschw ellen. Die Hiilile zii den Vcrsuclien
war in einiger Hahe iiber der gewiihnlichen Obertlliche
des Wassers in dcr Mine gewdilt worden, urn bei irgciid
einer zufiilligen Verstopfiiiig der RIiischil~e gesicliert zll
s e p ; in diesem Falle aber scliienen, selbst witer drw~
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gnnstigsten Vonussetzungcn, mehrcre Wochen erforderlich, bevor die Pumpen wiedcr in Thetigkcit gesetzt werden konnten, und in der Zwischenzeit ivar es schlcch
terdings unmiiglich zu verliuten, dafs die nntere Station
viele Faden Lief mit Wasser bedeckt wurcle. Es bvar
daher wichtig , wenii man die Experiuiente wiederholeii
wollte, vor den1 allmahligcn Steigen des Wassers eioen
Vorspmng zu nehmen, v elches, v i e man urtheilte, die
untere Station noch einige Tage offen lassen .wiirde.
Das Pendel S a b i n e ward daher den 16. August hinabgesenkt, und die friihere Weise fortwshrender Bcobachtiiiigen ward den folgenden Tag angefangen.
Es ivar ein gluckliclier Umstand fur die Ausfiihrung
dieses Experiments, dafs die Vergleichung der Uhren durch
die (:hronoineter so genaii befunden wordeo war; diefs
lnachle es fast iiberflussig, die Beobachtungen so auszudehnen, \vie das erste Mal, und liefsen 2 bis 3 Tage als
eine hinlrngliche Zeit betrachten.
Der Puukt, auf wclchen die Beobachter wabrend
dieser Observation vornehinlich ihre Aufmerksamkeit richteten, war die Lage der Stahlschneiden auf ihrer Unterlage; man hielt sich fur iiberzeugt, clafs, so lange diese
Lage, soviel man bemerkte, dieselbe blieb, die Schwingongszeit , urigeaclitet der fehlerliafteu Fomi der Schneiden, dieselbe bleiben mufste.
Wahrend dieses dritten Versiichs, wie er heilen
mag, machte Hr. S h e e p s h a n k s in der Art der Erleuchtung des Apparats an der obern Station eine Verbesserung, die mehr Folgen hatte, als man auf den ersten Anblick erwarten sollte. Aus verschiedenen Griinden waren allc Beobachtunsen bei 1,ampcnlicht gernrtcht worden,
und aus Besorgnik , die Pufsere Temperatur abzuschlieken, wurde der Raiiin so rest verschlossen, dafs die
Laiiipcn eine betrkhtliclie, ungleicli verlheilte WHrnie hervorbrachten. Diefs war eine niclit unbedeutcnde Quelle
eiues i~~iiglichenIrrthums; dcna die Expansion der Pen-
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del durch W5rme war 60 beschaffen, d a t drei Grad
Fahrenheit ihren Gang um mehr als eine Secunde taglich
anderten. Eine Verschiedenheit oder ein partialer Einflufs dieser Art konnte, unberiicksichtigt, bei so feinen
Versuchen leicht einen Fehler hervorbringen, der die gesuchte Grirfse wesentlich afficirte. Es wurde daher in
der Beobachtungshiitte ein Verschlag gemacht, und dem
Lichte nur verstattet, durch eine Oeffnung in der Wand
zii scheinen, und so wurde die Temperatur in dem Pendelraume so gleichfirrmig und gemafsigt, als man wiinschen
konnte, und nahe dieselbe wie an der uEtern Station.
Unter diesen Umstanden wurden die Beobachtiingen
79 Stunden fortgesetzt , worauf sman es fur rathsain hielt,
das Pendel hinaufzuziehen, indem das Wasser von der
Zeit des Unfalls an iiber 100 Fufs uiid bis auf 14 Furs
unter der unteren Station angeschwollen war. Die untere Uhr und das Pendel verliefsen die Hahle zum letzten Male den 19. August, und im Laufe von wenig Tagen war der Platz unter Wasser.
Die Berechnungen dieses letzten Experiments waren
nun diirchgefuhrt, und es fand sich, dafs, trotz aller angemandten Sorgfalt, die Beobachtungen des letzten Tages
mit denen der beiden ersion unvereinbar waren. Das
Interval1 des Pendels S a b i n e mit der Uhr wuchs von
10 Minuten 20 Secunden mit verschiedenen Unregelma$igkeiten bis auf 10 Minuten 29 Secunden, und der Gang
der untern Uhr, obschon auch sie, in Vergleich mit der
andern Uhr und dem andern Pendel, Versnderungen erlitten zu haben schien, fullte nicht die Differenz aus, die
fur diese Variation berechnet wurde. Der Schlufs, zu
dem daher die Experimentatoren unabweislich gezwungen
wurden, war, dafs, bei der angewandten Sorgfalt und
Aufiiierksamkeit, das Pendel kein Vertrauen verdiene.
Wenn dieser Schlui's noch zweifelhaft scheinen konnte,
so ivurde er vollstsndig durch die Beobachtungen beststigt, die init diesem Pendel gernaclit wurden, nachdem es
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zu T a p gebracht worden war. Sein Interval1 mit dein
Pendel B r i s h a n e vnriirte, ohne angebliche Ursache,
zwischen 20 Min. 24 Sec. und 20 Min. 17. Sec. Dann
riickte es wieder von 20 Min. 20 Sec. auf 20 Min. 29 Sec.,
und endlich, ivahrend einer Reih von Schwingungen,
ohne dafs es beriihrt oder sichtbar gestiirt wurde, anderte
es sein Interval1 von 20 Min. 25 Sec. zu 20 Min. 13 Sec.,
20 Min. 12 Sec., und zuletzt 20 Min. 3 S e c Obschon
es schwer seyn mag, von diesen aufserordentIichen Anomalien vollstgndig Rechenschaft zu geben, so machen sie
doch offenhar viillig unmiiglich, iiber die Experimente
so zu reflectiren, als wenn das Pendel als ein unuer&iderliches betraclitet werden kiinnte. Mag es nun, durch
Beriicksiclitigung aller UmstSnde dieses Falls, Inbglich s e j n
oder niclit , die wahrschcinliche Beachleunigung des Pendels durch den Zuwachs der Schwere an der untern Skition jauszumitteln, SO wird doch g e l d s dazu eine scrupuliise Priifung der Beobachtuiigsregister erfordert.
Nach Beendigiing dieser Untersuchung wird wahrscheinlich das Resultat der W e l t vorgelegt werden.
Es kann jedoch bei allen, wclche irgend Ai:!heil a n
wissenschaftlicher Wahrheit nehmen, nur eiii (3egensta1:il
grofsen Bedauerns seyn, dafs dieser Versiich , ein wichtiges Element in der Kenntnil's des Uuiversuins zu berich!igen, durch diesen materiellen und bishcr nicht g(-muthuiafsten Fehler in der angewaudten Maschinerie, vereitelt wurde. In jeder andern Hinsicht scheint die Methode vollhoinmen gewesen und mit sehr guteni Erfolge
angewandt worden zu seyn. Durch die LSiige der ununterbrochenen Beobachtung wiirde die gesuchte Griike
so verrielfriltigt worden seyn, dafs ein selfener Grad vou
Genauigkeit erivartet werden mochte. Die ganzen 127
Stunden des zweiten Experinients und die 59 des dritten
konnten fast als eine stetige lieihe von Scliwingungen
angcsehen werden. Im letztcren Falle hatten 482 Coincidenzen des Pendels und der Uhr an der OberflSche.
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und 409 bei denen in der Grube Raum. Fiir jedes 'der
Intervalle dieser Coincidenzen verlor das Pendel2 Schwingungen an die Uhr. Daher wurden wzhrend dieser Ze't die
Pendel wirklich als um die ziemlich grofsen QuantitYtenvon
969 und 816 Schwingungen langsamer gehend als die Uhren
beobachtet. W a r e ihr Gang wahrend der Beobachtungszeit
ununterbrochen gewesen, so waren diese GriiCsen bei demselben Gange beziehungsweise =1000 und 902 Oscillationen
eworden. Wahrend dieser Zeit verlor die untere Uhr an
8ie obern 567 Schwingungen. Daher verlor das untere Pendel an das obere 469 Schwingungen, an die obere Uhr 1469
Oscillationen. Nehinen wir nun das Interval1 der Coincidenzen der beiden Pendel zu 20 Min. 20 S e c an, so
ist die Zahl der in 79 Stunden vom S a b i n e gewonnenen Schwingungen, beide an der Oberflache beobachtet,
463. Die Zahl der in dieser Zeit durch den Zuwachs
der Schw-ere an der unteren Station gewonnenen ist dnher 7, was ein wenig mehr als 2 Secunden anf den 'Fag
betragt, und einer Dichligkeit 2: Ma1 so grols als die der
oberen Schichten, oder etwa 6 Ma1 der des Wassers entspricht. hber die Ungewikheit in dem Werthe des letzten Elements dieser Rechnung und in der Kegularitat des
andern beraubt uns der Vortheile, welche uns sonst ails
der grofsen Menge der beobachteten ZahIen zufliefsen
miifsten.
Vor der Hand muCs daher das genaue Resultat dieses Versuchs als u n g e d s betrachtet merden; und der
W e r t h desselben steht in jeder Hinsicht unter demjenigen,
welchen inan mit Grund zu erhalten hoffen durfte. So
vie1 scheint jedoch klar, dafs, wenn sich Pendel finden
lassen , die wirklich unverznderlich sind, kein anderer
W e g , die Masse der Erde und alle die Grofsen, die
von diesem Datum abhlngen, zu erforschen, so genau
seyn kann (7). Eine untenrdische Station gewzhrt gleichsam den Unterstiitzunus unkt, inittelst dessen man die
grofse Erdmasse gege: 'ihre oberen Schichten abwagt.
Eben so bietet uns die Lange des Jahres und die Entfernung der Sonne die Mittel dar, diese Masse gegen
die der Sonne abzuwagen , indefs die Erscheinungen der
Ebbe und Fluth und der Mondnutation und die verschiedenen Ungleichheiten, welche die Planeten durcli ihre
Anziehungen in der Bewegung der Erde und der ihrigeii
hervorbringen, wiederum gleichsam die Scalen an die Hand
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geben, nach welchen wir alIe die andern Sphzren, aus
denen unser Sonnensystem bestebt , mit dejenigen, auf
der wir leben, zu balanciren und zu vergleichen haben.
Um diese Resultate zu erhalten, mag es der Miihe werth
seyn, das Experiment von Dolcoath nicht an Einem Orte
allein, sondern an mehreren und in verschiedenen Lgndern anzustellen, und wenn die Ursachen der. VereiteIung, die man in dem gegenwktigen Falle erfahren mufsie,
vollsthdig entdeckt und beseitigt seyn werden, so ist
dieser Gegeoatand wohl der Aufmerksamkeit derjenigen
werth, die sich zu solchen Dingen benifen fiihlen und
Zeit und Gelegenheit haben, sich ibnen zu widmen.
111. B a ily 's unverc'inderliches Pendel.
Die Grofse der Schwerkraft an den verschiedenen
Pnnkten der Erdoberfliiche , diefs wichtige Hulfselement
zur Bestimtnung der Gestalt derselben, 1:ifst sich bekann tlich nuf zweierlei Weisen ausmitteln. Entweder bestimnit
man nach einer der iiblichen Methoden die Liinge des
einfachen Pendels, dessen unendlich kleine Schwingungen
im Vacuo und bei coiistanter Temperatur eine festgesetzte
Dauer besitzen, durch uniiiittelbare Messung an jedem einzelnen Orte; oder man vollzieht diese miihsame Operation nur an einem, und erspart sich dieselben fur alle
ubrigen dadurch, dafs man ein einfach construirtes Pendel, dessen Lsnge inail nach gemachter Coiwction wegen
des Eiiiflusses der Teitiperatur als unreriinderlich ansehen
kann, nach einander an siimmtlichen Orten s c h ingen lafst,
untl daraus die Anzahl der daselbst unter den obigen Bedingungen in einer bestimmten Zeit gemachten unendlich kleinen
Schwingungen berechnet. Aus der am ersten Orte gemessenen Yendellhinge und dem Satze, dafs sich, bei Gleichheit aller tibrigen Uiiistiiiide, die Quadrate der Schwingungszahlen wie die InteiisilBten der Schwere \ieerhalteu, ergiebt sich dann die Liisung desProblems. Diefs letztere
Verfahren wird bekaiiritlich wegen seiner, besonders fur
lhisende, leicliteren Ausfiilirbarkeit gegenwzrtig allgemein
a~igewandt, und bat durch die Verkollltorrimnung aller dazu erfoiderliclien Apparate eiiien hohen Grad von G e .
nauiglreit erreiclit. Eine neue Stufe der Vollboinnieuheit
hilt dasselbe neuerlich durcli Hrn. B a i l y erhaiten. Auf
seine Veranlassung ist n&mlich der Capitain F o s t e r zuin
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