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Bemerkungen ber die Krfte welche durch Vertheilung magnetisirte ferro und diamagnetische nicht krystallinische Substanzen erleiden.

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245
uud die Kraftlinie an ihren Ort zoriickkehrt. Icli verbindinit dem Worte Kraftlinie keiue anderc Meinung als icb bei
eirier frfihereo Gelegcoheit ausgesproclie~~
babe (2149).
VI. Bemerkungen uler die Krayte, welche durch
Fh-theifung ningnetisirte ferro untl cliamagnutische
nicht krystullinische Substtmzen erleiden ;
oon W i l l i u m T h o r n s o n ,
Prof. der Plirsit an der UnirersitSt
(Philosoph. Mrrgaiine Sw. 111.
ZII
Glasgow.
Vul.37.p . 241.)
D a s merkwfirdige Gesetz, wetches F a r a d a y in seiner
Abhandlung fiber den inagtielischen Zustand aller Substaiizen niedergelegt hat, dafs eine in der Ndhe eines Magnets
bebndliche kleine Portion nm dl'arnagnetischer Subsfam einen Druck erfahrt, der sie von Orten stiirkerer Iiraft nach
Orten schwiicherer treibt, ist eiiie einfache Folgerung aus
der mathematischen tasuog des Problems, die Wirkung zu
bestimmeo, die auf eine kleine Kugel von inductiv magnetisirter Suhstanz vermage ihres inducirten Magnetismus atisgefibt wird. Ohne in die analytische Uutersuchung einzugeheo , welche in dem Aufsatz: Ueber die auf Kiigelcheii
uuter tnagnetischem Einflufs atisgefibten Kriifte und fiber
cinige Erscheiuuugen bei diamagnetischen Substanzen tt ' )
befindlich ist, will ich in der gegenwartigen Mittheiluug
dic Resultate derselben und einige daraus zu ziebende
Schliisse k u n angeben.
1. Es sey P ein Punkt in der Nlbe eiiies Magnets
und P' ein anderer, in dem unendlich kleinen Abstande a
von P. Bezeicbne R die Kraft, welche cioe 3) Nordpol10
1 ) Combridge and Dublin Mntliewniical Juurnnl, Ma; 1865.
246
Einheit I ) in P erleiden wurde, oder, wie man sagt, lidie
Resultante der maguetischen Kraft in P P; uud bezeichiie
R’ dasselbe fur P. W i r d dann ein Kiigelchen irgend einer
unkrystallinischeu , holnogenen , von Natur unmagnetischeu,
aber durch Vertheilung maguetisirbaren Substauz in P versetzt, so wird sie eine Kraft erleideu, deren Componente
langs PP ist:
11
worin c das Voluln der Kugel, und p eineu von der Natur der Substauz abhaugenden Coefficienten bezeichnet.
Dieser Coefficient p hat fur weiches Eisen einen Werth
etwas kleiner als
3
R
, und
fur alle ferro-magnetische Sub-
stanzeu, die wenig oder kein Eisen enthalten, hat er sehr
kleine positive Werthe.
2. 1st es wahr, wie ich glaube es seyn murs, d d s die
auf dialnagnetische Substanzen ausgeiibten Kriifte daraus
hervorgehen , d a b der ‘influencirende Magnet sic indiictiv
magnetisirt ) und inch dieser Magaetisirung auf sie wirkt
1) D. h. das Ende eines unendlich diinncn, glcicli6rmig uod der Lioge
nach magnetisirten Stabes von Sliirkc- Einheit, welcher dem C a n z r n
naeh porn Nurd durch den Erdmagnetismus abgestoteu wird.
Stirke-Einheit kann so definirt werden. W e n n zwei unendlieh
diinne StBbe glcichmifsig, und jeder gleichGrmig und longitudinal, magnetisirt werden, und man das Ende des ciuen in die Einheit d u Abstandes (2. B. einen Zoll) van dem Ende des anderen versetzt, so
ist die gqenseitige Kraft dieser Enden die Einheit. Die magnetisclie
Stiirke eines jeden ist Einheit. Die im Text definirte Kraft R isr natiirlich gleiclr uod entgcgengesetzt der Kraft, welclre eine uSiidpol-Einheit(q
in P erleiden wiirde.
2) Diese natiirlichstc ErklSrung der von F a r a d n J entdeckten Erscheinungen ist von Diesem in seincm Aufsats iiLer den Gegenstand nufgestellt und
dureh spstere Untersuchungen bestitigt, besonders durcli .die von Reich
und W e b e r , welclre durch Versuche gezeigt haben, d a t eine diamagnetixhe Substnnz unter Jem Einflds zweier Magnete auf den eincn verm6ge der Magnetisirung wirkt, die sie von dem andrren erfalrren hat.
Die ungerneine Scliwiche der in diamagnet ischen Substanzen erregteu
Polaritit, hat F a r a d a J in einer Reihe von Versuchen bewiesen, welclre
den Gegenstand seiner letzten Mittlreilung an d. Kiinigl. Gesellschalt
247
gemzb deli bekannten Geselzen der Wecbselwirkung zweier
Maguete, so gilt das obige Gesetz fur alle unkrystallinische Substauzeu, und uin es arif eine diamagnetische Substanz anzuwenden, ist nur ntithig, ,ueinen uegativen Werth
zu geben.
3. Zur Auslegung dieses Resultats ist zu bemerkeu,
d a k , wie sich durcb Ailwendung der Differentialrechnung
auf die Verlnderung einer vou der Lage eines Puukts im
Rauiiie abblngigeo Grirbe zeigeu IliIst , der Bruch
R'a
- H'
n
grirl'ser ist, weuii der Punkt P in eiuer bestimmten Richtung voii P gewlililt wird, als in einer anderen, d a b er
801.1gleichem absoluten, aber uegativen Werthe ist, wenn
P 111 entgegengesetzter 'Richtuug gewahlt wird, und d a t
er verscbwindet, wenn P i n einer durcb P gehenden, gegen die Linie dieser beiden Richtungen rechtwinklichen
Ebeue liegt. Daraus folgt, dafs die Resultante auf das
Kugelcheu tangs jeiier Linie liegt, in der einen oder andereii Richtung, je uaclidem p positiv oder uegativ ist.
Daraus zieheu wir folgende Schlusse:
1. Eiu in der Nshe eines Maguets befiudliches ferromaguetisches Kiigelchen wird getrieben von einer Kraft i n
detjenigen Richtung, in welchm die 81 Magnetkraft a am schnellsten sunimmt.
2. Ein in der Nabe eines Magnets befiudliches diamagnetisches Kiigelcheu wird getrieben von einer Kraft in derjenigen Richtung , in welcher die Magnetkraft am schnellsten abnimmt.
3. Die absolute G r b t e der Kraft in jeglichem Falle,
in welcbem die Vertheilung der Magnetkraft bekannt is!,
ist der Wertb, welchen der Ausdruck in 5. 1 erlangt, wenii
ausmachcn. Er hat sich darin bcmuht, durcli srlir crnpfindlicl~cM i d
die Strome nacbzuweisen, die d u d Mynetidrung oder Demagnctisirung einer diamagnetkchen Substanz in einer dieselbe umgebcnden
Dralitrolle errcgt werdcn , lrat aber nur negative Rcsirltatc erlialtcn.
HI2
-n 2
inan dem Bruch (
I
deu Wertli giebt, der uiittelst des
Differentialcalculs gefuuden wird fiir eineu Punkt P, der,
in der Richtuiig der schuellstea Versuderuug der Maguetkraft, um deu unendlich kleiiieii Abstaiid P P vou P, der
actuellen Lage des Kiigelchens, eutferut ist.
4. Bemerkeuswcrth ist besouders, daL die Richtung
der auf die Kugel ausgefibteu Kraft keine Beziehung hat
zur Richtung der durch ilireu Ort gehenden MagnetkraftM e n . Die matlieinatische Uutcrsuchung liefert souach eiue
volle Bestltigung und Erklaruug der merkwiirdigei~ Heobacbtung vou F a r a d a y (8. 241s) dafs ein Ktigelcheo oder
Wiirfel von iududiv magnetisirter Substanz in eiuigeii
Fallen Iangs den Magnetkraftlinien, und in autlern schief
oder quer gegen sie fortgetrieben wird. I ) . In der That
ist es leicht, Vorrichtungen zu erdciikeii odcr wirklicli zii
coustruireu, in welclieu die Resiiltante der auf eiue Kugel vou weicliem Eisen oder einer diainaguetischen Substaiiz ausgeiibtcu Kriifte wiukclrecht ist gegeu die Liiiieii
der magnetisirendeu Kraft. V\Tenn z. 13. cine Kugcl VOII
weichein Eisen gegen die beideu Pole eines Hufcisenmagnets symmetrisch und iu einigem Abstande vou der diesclben verbiudendeu Linie augebracht wird, so wird sie gegen diese Liuie getrieben, in winkelrechter Richtung auf
derselben und folglich aucli winkelrecht auf den Linien
der Magnetkraft in dein R a w , in welchem sic befiiidlicli
ist. Eine Zhnlich gebogene Kugel von Wismuth oder sorist
eiuer diamagnetischen Substanz wiirde eine Kraft in entgegeugesetzter Ricfitung erleiden. Brlchte man ferner eiue
Kugel aus irgend einer Substaiiz in die Nahe eines langen
geraden galvanischen Drahts, so wird sic zu oder ab dem
Draht getrieben ( je nachdem die Substanz ferromaguetisch oder diainaguetiseh ist ) uud zwar wiiikelrecht gegeu
ihn, also auch wiukelreclit gegeu die Kraftliiiien, welche
JJ
1 ) Mir scbeint diese Merkwiirdigkeit zu verscbwiodeu,
nur klar maelit,
wird.
P.
wenn man sic11
was cigentlich unter Magnclkraltlinien verstauden
249
bier Kreise siiid, die ihre Mittelpuukte i u dew Draht und
ihre Ebeueu winkelrecht gegen denselben haben.
5. Die vorsteheuden Scliliisse befabigen uns klar festzusetzen, i u welchem Sinue die Ausdrlicke Auziehung
und >J Abstotung cc anzowenden sind auf die Wirkung, welche
eiu Magnet auf eiuen ferromagnetischen oder diauoagnetischen Kiirper ausiibt. Ein in der Niilie eines Magnets gelegenes Kiigelcheu von ferromagnetischer Substanz erleidet im Allgenieinen eine Kraft; alleiu der Ausdruck Anziehung , uach seiner gew6hnlichen Bedeutung, meiiit ciiie
Kraft hinwdrts, und weun wir ihn in irgend eiiiem Falle
anwendeu wollen, miissen wir im Stande seyn eiu Object
fur die Prapositiou zu liefeni. i n dieseni Falle n u n ist
die Kraft gegeii Orte stsrkerer Magnetkraft gcrichtet uud
folglich kanu die Wirkuug, welche eiu ferroinaguetischer
oder diamagnetischer K6rper erleidet, eine Ansiehung genanut werden, wenn wir darunter eine gegen Orte stiirkerer Kraft verstehen. Orte stiirkerer Kraft sind dcrii Magnet im Allgemeinen ntiher als Orte schw&herer Kraft und
daher wcrden Stiickchen von weichem Eisen, als Ganzes,
gemeiniglich zu dem Magnet getricben (wodurch ohue Zweifel der Ausdruck Anziehung w iirspriinglich zur Anwcnduug kam); allein diets ist, wie man weiterhin sehcu wird,
keineswegs immer der Fall; Kugeln von weichein Eiseii
werdeu in gewissen Fiillen wirklich vouo iuflueiicireuden
Magnet abgestohen; uud der Ausdruck Auziehuuge kann
bei ferromagnetischen Substauzen allgemein nur in deli1
Sinne, dafs es eine gegen Orte stiirkerer Kraft sey, gebraucht werden. Der Ausdruck Abstofsuiig., das Umgekehrte von Anziehung kaun nach demselbcn Principe im
Allgeineinen uur zur Bezeichuung der K r d t gebrauclrt werden, init welcher eiu diamagnetisches Kligelchen gegen
Orlc schwacherer Kraft getrieben oder aus Oertern stiirkerer Kraft fortgestopen wird.
6. Der folgeude Paragraph, in welchein Priucipien aufgestellt sind, auf deren eiiiige F a r a d a y selbst vie1 Nachdruck legt, die aber glaube icli VOII (leu spiitereu ExpcriinenJJ
(1
I)
1’
)I
If,
((
230
tatoreu uicht hiulanglich beachtet wordeu siud, ist aus dein
schon erwahuteo Aufsatz (Dublin. math. Joum.) geuommeu.
7. rDas ebeu erhalteue Resullat liefert die wahre Erklarung voii dem vou F a r a d a y beobacbteteu Phanomeu,
dafs eiii diinoer Stab oder eiue Nadel vou diamagnetischer
Substauz, zwischeu den Polen eiues Maguets aufgehhgt,
eiue Querstellriug gegen die sie verbiudende Linie aunimmt.
Denu eiue solche Nadel hat keiue Tendeiiz sicb quer gegen die Maguelkraftliuieu zu stelleu; vielmehr wird sie, wie
wan atis eiiieln kiinftigeu Aufsatz erseheu kaiiu, weuu sie
gegen die L)imensionen uud den Abstaiid des Maguets vergleichuugswcise sehr klein ist (wie es z. B. der Fall ist
mit eiuem Stabe vou gewbhulicheii I)imensioiieu, der uur
dem Eiuflufs der Erde uuterworfen ist) uiid sie sicli frei
urn ihren Schwerpuukt dreheii kanu, die Richtuug der
Magnetkraftliuieu anuebineu, sie mag aus diamagnetisclier
oder magnetischcr Subslaiiz (wie weiches Eiseu) besteheu ;
allciu F a r a d a y ' s Hcsultat eutspriiigt aus der raschen Abiiahme der maguetischen Kraft rings um die Magnetpole
uud aus der, verglicheu mit dein gegeuseitigen Abstaiid der
Pole betr~chtlichenLauge der Nadel. Der Elitdecker selbst
erklart cs so: Die Ursache der Eiustelluug des Stabes oder
irgend eines kinglichen Stucks (oblong arrangement) vou
scbwereln Glase ist uuu einleuchteud. EY ist blofs ein Resultat der Teudenz der Theilcheu, sicb auswarts oder iu
die Lageu der schwachsten Wirkuogen zu bewegen I). Die
vereiute Ausiibuug der Wirkuug aller Theilcben briogt die
Masse in die Lage, .welche dem Versucbe uach, ihr angehart (c (0. 2269).
8. Es mag hiuzugefugt werdeu, dafs die Tendeuz eines
Stabes, gleichviel von ferromaguetischer oder diamagnetisclier Substanz, in eiuem gleichforlnigen Felde vou Maguetkraft die Richtuug der Kraftliuien anzunehmen, abhangt
JJ
I ) rDie ungemeine Selrwtiche der diamagnelischen Wirkung, verrn6ge wele l m jcdes Kilgelcl~en oder jedcr Wiirfel der Materie schr nalle dieselbe
Kraft erleidet, wie wenn alles Uebrige entfernt wiirde, scheint d i m
ErklSrung vollsthdig zu rechtfertigen. *
25 1
vou deln Effect der gegciiseitigeii Wirkuiig der Theilcheii
zur Verlnderung der allgemeineii Magnetisirung des Stabes,
tlud ist folglich bei den bekaiinteu diamagnetiacheii Substanzeu so ungemein schwach, d a b die ernpfindlichsteo Versucbe
sie wahrscheiulicb nicht sichtbar inacbeii wiirden ').
9. Das zu Aufange dieser Betraclilungen angegebene
Gesetz F a r a d a y's M s t sicb durch eiuige sebr sonderbare,
obwohl uiigeiuein einfacbe Versuche erlsutern, die ich u u i ~
kurz beschreiben will * ).
10. Der dazu erforderliche Apparat bestebt blofs aus
einein laugeu leicbten Arm (ich gebrauchte eineu von vier
Furs Lange (height), allein eiu vie1 kiirzerer, an einem
diinneren oder llngeren Torsionsfaden aofgebkingt , wiirde
eben so gut gewesen seyn) aufgebangt an eiuen "Torsionsknopf. mittelst eines nahe in seiner Mitte befestigten
sebr feinen Drabts oder Fadens von ungespounenen Seidenfasern, und umgeben vou einem Kasten, der den st6reiiden Luftzug abbllt , aber eine biol8ngliche Winkelbewegniig in horizontaler Ebene erlaubt. A n dem eiiieu Elide
des Aruis sitzt (oder hangt an cinem feiuen Faden, welcher , der Stabilitiit wegeii , bei einigen Vcrsucheo , z. B.
bei den weiterhin beschriebeneu Versucbeu 2 und 8, nicbt
zu lang seyu darf) eiu Kiigelcheu von weicbeui Eisen uud
an dem auderen Arm ist ein Gegeugewicht angebracht, um
deu Arm horizontal zu halteu. W e n n man den Arm uur
eine kleiiie Winkelbeweguug macben Itifst, ist die Balm
der KugeMbeinahe gerade, uud wir k6nnen daber annetimen, dafs die Kugel, durch die bescbriebene Vorrichtung,
sich init groker Freiheit in gerader Liuie zu bewegen v w mag uiid vor jeder anderen Beweguiig gcschiilzt ist.
1 ) Eine schr kune Mittheilung iiber diesen Gegenstand wurde der Brifish Associufion i. J.'1848 vorgelegt und in deren Report vun diesem Jalrr ve6fFentlicht, untw dem Titel: u On fhe Equilibrium o/
Mugnetic o r Dinmagnetic Bodies of uny form, under the In-
.fluence
of Terrestriul Magnetic Force. ''
2 ) Zur Erliiuterung von Vorlesungen iiber Magnetisrow, watuend des Cursus 1841) 49, -warden dime Vcrsuche im plrysiknlisclicn Acir&ol dcr
-
Glasgow - Universitjt vorgaeigt.
232
11. Bei Austelluug der weiterhiu beschriebeiien Versuche ist es bequem zwei Heininer (stops) so anzubringeu,
dafs durch sie die Beweguiig des Anns in jede gewiiuscbten Griinzen eiugeschlosseii, und in jeglicher Lage auch
beruhigt werdeii kanu. Im Allgeineiuen i n u t vor Anfang eiues Versucbs der Arm ain Eude seines Laufes ztir
Riihe gebracht , und, inittelst der Torsion des Drahtes
selir sauft gegeri eiueii der Heininer gedriickt werdeu, mlhrend der andere Heminer fortgeschobeu ist, tim detn Arm
in der einen Richtuog eiue freie Ueweguiig zu gestatten.
12. Yersuch 1. - Man lege eiuen gewbhnlichen Magiictstab wit einem seiiier Pole, z. B. dein Siidpol, nahe
alleiii an der Seite, nach
an die Kugel von weichem E~SCII,
welcher hiu sie durch deu Hemmer an ihrer Beweguug
gehindert is[. Mail uelime IIUU eiueu audereii Magnetstab
vou bedeuteud griifserer Kraft als der erstere uud nllierc
seiiieii Nordpol laiigsatn dein festcii Siidpol des audereu,
in Verliingeriing der Bewegu~igslinieder Eiseiikugel. Weuii
dieser Nordpol eincii gewisseii kbstand erreicht hat, wird
dcr Arin auflibreu gegen den Hcininer zu driicken, und weiin
inan ihii uoch eiu weiiig riiiher schiebt, wird dcr Arui deli
Heininer gaiiz verlasseu und eiue Gleichgewicbtslage annehmen, in welclier er, nachdem er beruhigt worden, (was
inittelst dcr Hemmer leiclit geschicht) stabil verbleibt, weiin
aucb die Hemmer ganz fortgezogen werden. Weun mau
die Krigel inittelst eines der Heinmer etwas weiter vou deli
Magiieteii (magnets) als diese stabile Gleichgewicbtslage
fortschiebt, so kehrt sie freiwillig in dieselbe zuriick. Zieht
inan sie mit dem anderen Heminer etwas iiaher, uod lafst
sie eiuige Sekundeu so, so findet man, dafs sie gegeu deuselbeii driickt, und wenn mau ihu darauf fortzieht, kehrt
sie iu jeiie stabile Gleichgewicbtslage zuruck. Zieht man
sie jedoch sehr langsain noch iiaher au die Magiiete (magnets) uud erreicht sie dabei eiue gewisse Lage, so hart sic
auf gegeu den Hemmer zu driickeu; und wenu sie nun die
geriugste Erschiitteruug erleidet oder etwas uaher gezogeu
wird, verlafst sie den Hemmer und setzt sich in Beweguug
233
bis sic deu Magnet erreicht, bei dessen Beriilirung sie IIUII
augeiiblicklich zur R u b e kommt. Es scheiut dcmnacb, als
gebe es fur die Kugel eine instabile Gleichgewichtslagc
zwischen der stabilen Lage und dem uaheren Magnet. Es
ist leiclit dcn ‘I’orsionskoopf so eiuzurichten, dafs die Torsion dcs Anfhaugefadcus oder Drahtes n u r cineu beliebig
kleinen Einflufs haben kaiiii, iudem wan durch sriccessivc
Versuclie’ jede dicser Gleichgewichtslagen aufsucht, uach
der Bediugnug, dafs wenn die Maguete eiitfernt siud, dic
Torsion deli Arm oicht mcrklich aus der so gefundenen
Lage storen darf.
13. Nach den obcn gegebeneu ErklGrungeu ist kauiii
nothig hervorzubebea, dafs dic in diescin Versuch bcstimmte
instabile Gleicbgwichtslage der Piinht ist, w o dic magnetisircntlc Kraft dcs Siidpols zcrstiirt mird durcli die des entfcrntercii , abcr kraftigeren Nordpols, uod dafs die stabile
Crleicligewichtslage diejeuige i d , w o d e r Ueberschufs d e r
ningiietisireiiden Kraft des Nordpols iiber die dcs schwachereii Siidpols cincn Maximum W e r t h besitzt i n Bezug
atif Puiikte i n der VerI:iiigeriiiig , durcli den schrriichercn
Pol, der bcide Pole verbindendcri Litiie. Wiircn dic Polc
mallieinatisclie l’uiikte mid wiireii die S t a b e so laug , dafs
ilire abgewandteo Enden keiue mcrkliclic W i r k u n g auf dic
Kugel austiben kbuiitcii, so wurde die iustabile Gleichgcwichtslage natiirlich eine solche s e y n , da[s ihre Abstande
von den beiden Polen sich direct verhielten wie die Qua
dratwursek aus den Starken der blagnete; und diircli Liisuiig eines hacbst cinfachen Maxiinum- Problrms I:’[,I s t sirh
zeigcn, d a b die stabile Lage eiue solche wiire, da[s ihre
Abstande von den Polen sich direct wie die Ihbikwurzeh
am den Starken verhnlten wiirde.
13. Yersuch 2. - Man lege zwei gleiche Magnetstibe
symmetrisch gegen die Lioie der Bewegung, winkelrecht
gegen dieselbe, init deu gleichnemigen Polen iu gleichcn
Absttinden zu beiden Seiten, und zwar, UUI es aufs Reste
anzuordnen, so, dars die Llngen der Magncte in dcn Fortsetzuugen der ihre Pole verbindenden Liuieu seyen. Ope-
2 54
rirt man nun mit den Hemmeru iu ahnlicher Weise, wie
in dem vorhergeheuden Versuch, so ist leicht ermittelt, dafs
es fur die Kugel zwei stabile Gleichgewichtslagen in gleicheu Abstauden zu beiden Seiten der die Pole verbindeuden Liuien giebt, und dafs der Mittelpunkt dieser Linie
eine iustabile Gleichgewichtslage ist.
15. Auch hier liegt die Erklaruug auf der Hand. Da
die stabileu Gleichgewichtslageu solche sind, dafs , in Bezug auf Puukte in der Bewegungsliuie der Kugel, die maguetisirende Kraft der beideu gleichuamigen Pole ein Maximum s e p kanu, so liegen sie, wie sich leicht ergiebt, in
deli Abstauden
2Gzu
beiden Seiten der die Pole ver-
bindenden Linie (deren Lange mit a bezeichnet ist), sobald die Pole mathematische Puukte siud und die Langen
der Stabe so grofs, dafs die abgewandten Pole keine merkliche Wirkungen hervorbringeu.
Man halte einen gewahnlicheu Huf
16. Versuch 3.
eiseninagnet init der seiue Pole verbiudendeii Lillie wiukelrecht gegeu die Beweguiigslioie, so wird m a n leicht durch
eiiie passende Handhabung der tiernrner rind des TorsionsLnoprs das Daeeyu eiuer Kraft uarhweiseii, welclie die
Kugel winkelrecht auf deri Krafiliuieii g q e n deli Mittelpunkt der die Pole verbiudenden Liuicu treibt.
17. Versuche nait diamagnetischen Substansen oder rnit
ferromagnetischen aon geringer Vertheilbarkeit. - Die von
F a r a d a y elitdecktell Wirkuugeu der Maguete auf Subs t a m e n , die froher uicht als der maguetischeu Vertheiluug
W i g bekanut waren, lassen sich mit dem oben beschriebeuen Apparat mit grofser Leichtigkeit darthuu. Statt der
Eisvukngel kauu mau am Ende des Hebels kleine Kugeln
voii der zu untersuchenden Substaiiz aufhaugen, mittelst Fadeu V O U hiu1;iuglicher Lange, dauiit dieser Hebel, der ails
irgeud eiuer eiseofreieu Substanz besteheu mufs, ganz aufser
Rereich eines merkbaren Einflusses des augewaudten Magnets sey. In diesen Fallen zeigt sich i ~ ]Betreff der Lange
des Aufhangedralites keine Schwierigkeit von der beim Ei-
-
'J
11
25.5
sen beinerkteii Art, da die ausgeiibten tnagnetischeu n 7 i r kungen uiemals stark genug sitid, um cine seitliche Iiistabilitzt (d. h. eineu Stabilitatsinaugel iu der Bewegungslinie)
selbst bei der leichtesten Substanz hervorzubringen, sobald
uur der Aufhangedraht nicbt Ianger als nothig ist. Bei deli
von tnir angestellteu Untersuchuugeu waren die die Kugelcheu tragendeo Faden nicht Iiinger als 4 oder 5 Zoll, und
die Ilurrhiiiesser der Kiigelchen gingen von einein Viertelzoll, bis zu einein oder anderthalb Zoll. Statt eines eiufachen Slablmaguets, der zu diesen Versuchen nicht stark
geuug ware, gebrauchte icli eiiien Elektroinagnetstab VOII
mafsiger Kraft, besteheud aus ciner Drahtrolle uud einem
weichen Eisenkern. Dieser Kern ist ein Cylinder von etwn
einem Zoll im Durchinesser und anderthalb Furs Liiuge mit
abgemndelen (beinahe balbkuglichen) Enden, welche, wenn
der Keru seine centrale Lage besitzt, auf beideu Seiteu
etwa eiueii Zoll zur Drahtrolle herausrageo. Durch diese
Mittel Iafst sich die Abstofsung dianiaguetischer Substanzen
iind die Anziehuog sehr schwach ferromagnetiscber init gro
fser Leichtigkeit darthun.
15. Als ich z. B. eiuen kleiiien Apfel an einen 3 bis 4
Zoll laugen Faden aufhing uiid ihn anfaiigs zur Kube brachte,
indem ich ihn (mittelst der Torsion des Fadens) sanft gegen das eine Endc des noch iiicht inagnetisirtcii Eiseukerus
driickte, sali ich deuselbeu sogleich abgestofsen wie der galvauische Strom erregt ward, und als ich den Eisenkern
vorschob, kooute ich ihn 4 bis 5 Zoll weit durch das magnetische Feld treiben.
19. Denselben Apparat habe ich auch gebraucbt, urn
zu zeigen, dafs ein Karper, der iu Luft schwach augezogen wird, eioe Abstofsung errabrt, wenn er uotergetaucht
ist iu eine hiureichend conceutrirte Lbsung von schwefclsaurein Eisenoxydul. Der i n diese Fliissigkeit eiugetauchte
K6rper war mittelst der Torsionskraft an die eiue Seite
des Gefafses gelehnt uud an denelben Stelle aufserhalb
der Elektrolnagnet angebracht. Durch Anweodung kleiner
Glasktigelchen, die leer keiuen merklicheu Eioflufs von d e n
256
Magnet erleideii, kann man, wenii man sie mit verschiedclien Flussigkeiteu fullt, die iiiagnetischen Eigenschaften derselbeii darthun. F a r a d a y ' s schbne Versuche iiber die
relativeu und magnetisclieii Capacitaten der Eisenvitriol- Ldsungen von verscbicdener Cotrceutration und andere Yhn.
liche Versuchc lasseii sicli iii uiigeineiti beqtiemcr W e i s e anstellen, weun inaii mit eincr solchen Lbsung ein Glaskiigelclien fullt, es a n deui eiuein Elide des Armes aufhYngt,
uud nacb Anbringung eiues passenden Gegengewiclits an
dein auderii, in eiue audere Fliissigkeit untertaucht. Icli
faiid, dafs , sobald der Coucciitrations-Unterschied beider
Fliissigkeilen betriichllich w a r , die untergetauchte Kugel
durch den Elektromaguet angezogen oder abgestol'sen ward,
je nachdein die in dcr Kugel enthaltene Fliissigkeit conceiitrirter oder verduuuter war als die dieselbe umgebende,
~
U e b e r d i e S t a b i l i t i i t k l e i o e r diircli V e r t l i e i l u o g m a g o e ti s ir t e r K ii r p er i G 1e i c h g e m i c I1l a I rg e 0.
20. Iii dein ebeii erwahnten Aufsatz in1 Mathematical
Joicrnal sprach ich nus, d a b eine kleine Kugel von entweder ferro- oder diamaguetischer Substanz, in der Nahe
eines Magnets befindlich uud keiner Einwirkiing von einer
iiiimagnetiscben Kraft unterworfcu , im Gleichgmicht sey,
wenn sic sicli iu einer Lage befiude, wo die (mit R bezeichnete) 18 Resultante n ein Maxiinuin oder Minimum sey
oder ciucn stationareu cc W e r t h habe; dafs eine dinmag.
iictische Kugcl im stabilen Gleichgewicht scy, ( i s in s t a b l e
e q u i l i b r i u m i f , and not in stable equilibrium unless, i f
be sifuated), wenn sie eine Lage habe, wo die Kraft R
ein Minimuin iin absoltiten W e r t h hat, und dafs, 88 wem
dasclbst eiu gegeu den Magnet atifserer Puukt vorlianden
ist, an welcbem die Resultante einen Maximum-Werth bat,
rlieser fur eine kleine Kugel von weichein Eisen eine stabile Gleichgewichtslage, und jeder andere nothwendig eine
iustabile seyn wiirde. Kurz nach der Verllffentlicbung dieses Aufsatzes gelang es mir z u beweisen, dafs a n einein
gegen den Magnet aufseren Puiiht die Resultante kein Maximum
JJ
257
ximuin, und also fur cine von allen Hindernisseu bcfrcite
ferrouiaguetische Kugel keiue stabile Gleichgewichtslage
vorhanden seyn kann. Neuerlich habe ich gefutideii, dnlk
es Punkte geben kann, wo die Resultante eiu absolutcs
Minimum ist obne Null zu s e y n ; und deshalb mag es fiir
cinen diamagnetischeu Korper stabile Gleicligewichtslageii
gcben, die i n dem im friihercn Aufsatz erwahnten Fall niclit
eingeschlosscn sind. Dieser Fall liefert iudefs die einfaclis~c
Erklarung , die es geben kann, vou der bikhst ungewiilinlichen Thatsache, dafs ein solider Kihper von einein Magueten oder von Magneten ~ I I eirie stabile Gleicligewichtslage abgestofsen werden knt~n. Nehinen wir z. B. die itn
Versuch 2 beschriebene Vorrichtung r o n zwei Maguctst~beu, befestigt lnit den gleichuainigen Polen iiahe a11 einand e r , so habeii wir offenbar zwiscbeu diesen Polcu eincti
Punkt, wo die Resultante verschwindet, kind gegcii welchen
also ein irgendwo hinreichend nahe befindliches diamagnetisches Ktigelcben bingetrieben werden wurde. Leiclit ist
zu zcigen , dafs, uoter Einwirkung der Schwerkraft ein
diainaguetischcs Kiigelchen ettvas uutcrlialb diescr Lage ohne
irgend eiue lufsere Stiitze im stabilen Gleichgewicht scyii
wiirde, sobald nur die Magnete stark geuug wlren. Es ist
jedocli aufserst unwahrscheiiilicb, daCs ein Versucb, diefs
experimentell zu verwirklichen, gelingen wiirde, weil bisjetzt, i n den gtiustigsteu Fallen, keine diamaguetiscbe Repulsion auf einen Kaper gefunden ist, welche auch iiur
entfernt dem Gewicbte desselben nahe k h e . Doch hat
inan somit von dem durch Mahotnets Sarg (4 beruhmtcti
physiknlischen Problem eioe wahre theoretische Lasung, die
uliter den merkwurdigen Folgerungen aus F a r a d a v. ' s Entdeckungen nicht die wenigst eouderbare ist ).
'p
1 ) Man hat oli grglaubt, diefs Problem sey gclast durch den Versncli,
wn eine Nadel in cioe senkreclit geliallcoe galvrnisclie Dralitrolle Iiineiogezogco wird; allein ich habe rnich iiberzeugt, Jars die Nrdel stels
irgenrlwo die Wand der RBlirc (hlh cine vorlianden i s t ) odcr drn
Draht der Rolla beriilirt. hue11 hnbe ich erniittelt, dars wcon mrii,
bci Aowendiing eiucr krsliigcn Dralitrollc, s t r t t der Nadel einen BlechPoggendorlPs Annrl. Bd. LXXXII
17
258
Ueber d i e Beziebuogeo d e r ferromagaetiscben u o d d i r magnetiscben M a g n e t i s i r u o g zu d e r m a g n e t i s i r e n d e n Braft.
21. In der niathelnatischen Untcrsuchung, durch welche
das ebeii augegebeue Restiltat erbalten wurde, ist angenommen, dafs die Magiietisirung der Substanz der Kugel allema1 proportional sey der magnetisireuden Kraft, obwobl
diese Aunahlnc natiirlich verlniedeii werden kann, wenn
man iiur voraussetzt, dafs ,ti eiuen mit der Kraft veriinderlicheii W e r t h habe, was weder die Untersuchutig noch die
Forin des Resultates afficirt. Mir scheint sehr wahrscheinlich, dafs diese Annahlne fur alle bekannten diamagnetischen
cmd fur alle schwach ferromagnetischen Substanzen richtig
sey, deiiu sie koinmt der Voraussetzung gleich, dafs die
inducirte Magnetisirang einer Substanz die Fahigkeit zu
eiuer ueuen Magiietisirung durcli einen andern iiahc gebrachteii Magnet uicht hindere oder stilre. Diese Voraussetzung iuufs jedoch bisjetzt als eine b l o k e Muthuiafsung
betrachtet werden, da sie iioch von keiiiein Versuch unterstiizt wird.
Sic widerspricht indeEs direct dem Schlufs, zu welcheui
Hr. P l a c k e r in eiuer seiner experimeutellen Untersuchungen gelaugt, wo er sagt: USai did& de la cette loi gbdrale,
savoir: que le diamagndtisme dicroit plus vite que le magnitisme quand la force de I'aimant diminue ou quand la
distance des pdleo augmente~I ) . Allein viele der sondercylinder, selbst von selir wenig kleinerem Durchmesser als die Innenwand der Rolle nimmt, niemals anders als bai dem Contacte beider ein
stabiles Gleichgewicht statttndet. . Das P h h o m e n des freien Schwebenr
eines soliden Kiirpers in der Luft, bei stabilem Gleichgewiclrt, oline 5,fsercn Stiitrpunkt oder Zwang ist, ich bin a iibeneugt, niemals als das
Resultat cines clektrischen oder magnctischen Versuchs wahrgenommen
worden.
1) Siehe in d. Annul. de d i m . r t de phys. 3880 den Aufsatz: uSur /e
r n q d t i z m e et diurnugnd/isrne pur J!r. Plii c k e r. Dieser Aufiah scheint
ein RburnP von des Verfassers Untersuehuogen und Entdeckungen in
Betreff der magnetiscben Induction zu seyn, vnn welclien im Laofe der
beiden letzten Jahre ausfilhrliclie Rerichte in Poggendorff's Annrlen
enchienen sind.
250
baren Ersclieinuugeii, aus welcheii Hr. P I u c k e r dieseti
Schlufs ableitet und welche er zur Bestatigung desselben
anflihrt, scheinen tnir deiiselbeii nicht zu unterstutzen, viellnelir im Zusainmeuliauge zu stehen mit den von ihln spater
eutdeckteu eigenthiimliclren magneto - inductiveii Eigeuschaften der krystallinischen oder quasi-krystalliiiisclieii Struc~ u Ir) ; uud was diejenigen betrifft, die ihii aitf den ersleri
Blick wirklich zu uuterstutzeii scheiiieii, so vermuthe icli,
d a b sic sich alleiuig durch das zu Aiifaiige dieser Bemerkungen ausgesprochene Faradafsche Gesetz erkliren lassen.
So die Versuclie iiiit eiuein in verschiedene Abst8ndc
voii dem Magnet gebracliteii Ulirglase voll Quecksilber,
welche zcigen, dafs die Reaiiltaiite der auf clas Glas, vcriniige seiner eigeuen Magnetisirung als eine iiiagiietische
Substanz, iind der entgegengesetzteu Magnetisiruug des diamagnetischen Quecksilbers, nusgeiibten Krafte zuweilen, bei
Fortrlickuog des Ganzen in eine etwas gratere Ferne,
von dein Magneten zuniwmt; sie beweiseu nicht, dak, weun
die maglietisirende Kraft verringert wird, die Magnetisiruug
des Quecksilbers UUI eiuen griifsercn Bruchwerth ihres Betrages abniinmt als die des Uhrglases, soudern werden hochst
wahrscheinlich dadurch erklart , daCs das vom Quecksilber
rind Uhrglase eingenommene Feld der Kraft in einem etwas grtifsereu Abstaiide ein solches ist. dafs der Mittelwerth des I)iffereutialco15fficieiiten vow Quadrat der Kraft,
in Bezug auf Coordinaten parallel der Richtung der Bewegung des Uhrglases, grarser ist als der Mitlelwerlh derFunction fur das eingenommeoe Feld, weun das Uhrglns
lnit dem Magnet in Beruhrung ist.
Es ist iiatlirlich, ohne geuaue Kenntnifs von der Vertbeiluiig der Maguetkraft in der Niihe des aogewandten
Maguets, unmaglich tnehr als eine solche allgemeine Erkla1 ) Dieser Zusamiueohang
wurde van dem Verfasser selbst erkannt, w i c
der Angabe erhellt, die er zu Anfange der 5. 4 des erw6llntcn A d sntzrs rnwht,
Dneli nmnt er wine Versuclie mit Cylindern von Holzkohle als das Fundament, ruf welchcs er den irn Text angefiihrtcn
Schlufs als allgemeines Gcseta aufstrllt.
aus
17
*
260
ruog \vie diesc zn gebcn; allein die in diesem Fall von
Hrn. PI [ic k e r beschriebeiien Erscheinungen sind unzweifelhaft von der Art, d a b mati sie voraossageu mdgte, wenu
eiu seiikrecbter M a p e t s t a b angewaudt wurde, und vor allem, weiin der oberc Pol, ubcr welchein das Uhrglas hing,
flacti ware. Ein Elektroinagnet, mit eiue man beideu Eudeii
offenen Hoblcyliiidcr voti wcicliem Eiseii als Keru, wiirde
einen kleiiieii l:iugs dcr Axe beweglicheu ferromagnetischen
Kijrper in gewisseii Lagen abstorsen uud etwas weiterhin
anaiehen, weil daselbst in diesern Falle ganz ~hiilicheVerauderiingeii iii cler Kraft vorkoinuien wiirden, wie sic i i i
Versuch 2 .in IJezug auf die Putlkte der Reweguugsliuiu
der Kugel erliiutert siiid.
22. Die auffallendsten Versnche, welche Hr. P 1ii c k e r
zur Stutzc seiner Hypothese niifuhrt , d n k , bci Zunahine
der magiietisireiiden KraIt, der I~iainsg~ietismusrasclier
wnchsc als der Magnetisiniis, sind die, i u melchcn die arif
eiiieii kleiuen iiiductiv inagnetisirten Kdrper in coiistanter
Lnge susgeubtc Graft bci verschiedeiicn StIrken eiurs iiiitl
dcsselbeii Elcktromaguets gcpruft wird, iiidcin er letztcreii
durcli eiuc grafsere odcr geriugere Zahl von Eleineiiten der
Balterie errcgt. In der letzten Versaminlung der Hrittisclien
Naturforscher, zii Edinburg, wagte ich die VermuthuoF, dafs
mit der Erhohung oder Schwachung der Starke des gabanischen S t r o m eine Aendening in der Vertheiltcng der Mugnetkraft in der Nahe des Magnets eingetreten sey und diese
Bur Hervorbriagung einiger der beohachteten sonderbaren
Erscheinunyen beigetragen habe ; und dafs i.n der Vertheilung der Kraft in der Nahe eines Elektromagnet mit weichem Eisenkern irn Zustande intensiver Magnetisirung eine
betrachtliche Aenderung eintritt, wenn a. B. die Starke des
Stroms verdoppelt wird, scheint ungemein wahrscheinlich,
wenn man emagt, dars ein Stuck weiches Ehen irn Zustande intensiver Magnetisirung vermuthlich einer neuen
Magnetisirung nicht so suganglich ist als der ersten im unmugnetischen Zustand. Bei dcrsclbeu Gelegeiiheit benicrkte
i d i , dafs eitiige Versnrlio, wclchc Hr. J o u l e im Zusaiil-
26 1
lneuliaugc uiit seiticn Uutersuchuugcn iiber die durcli maguetischcn Eioflut bewirkten Aendcrungen der Diineiisioneu
V O I ~ Eiseustiiben augestellt hat,
auf einc Abnalrmc clcr
Verthei1uiigsf;ibigkeit im Zustande iiitciisiver Magaetisiruiig
liiuzudeuten scheiueu I ) . Zu jeucr Zeit katiiilc icli nocli
nicbt die neueren Versuche vou G a r t e u li a u s c r und
M ii 11 e r iiber die Magnetisiriiiig des weicheu Eiscns, alleio
seitdem babe ich in P o g g e n d o r f f ’ s Anualeo 1850 No. 3.
(erschienen im April) einen Rericht von diesen Unfersuchringen gesehen, welche den zweiteu Theil meiner Muthinafsung vollkommen bestiitigen. Ob inclefs die Vertheiluug der Kraft von der A r t sey, dafs sie die voii Hrn.
P lii c k e r ziir Stiitze eeiner Folgeruug angefiibrten Erscheinuugen erkliire, IaLt sich ohne vollstiindige Keiintuifs der
UiustBude nicht beurtheileu. Eiu Experinsenturn crucis liebe
sicli inittelst eines Elektromagnets ohne Eisenbern anstellen.
23. In eiuer Bviehuug erhalten P l t i c k e r ’ s Ausichteu
eiue merkwurdige Bestiitigung durch J o u l e ’ s und durch
G a r t e u h a u s e r uud M i i l l e r ’ s Versuche, iveiin es wahr
ist, dafs eine homogeue diamapetische Substauz geuau der
inaguetisirenden Kraft proportional maguctisirbar ist, oder
von dieser ProportioualitSt weniger abweicht als das weiche
Eisen. Denn macht mail eiu Gemiscli BUS einer tlinmagnetischeu Substanz (gepulvert oder uicht) und eiiier lufserst
kleiuen gleichm%faig vertbeilten Meuge von weicheiu sehr
fein gepiilverlem oder gefeilteur Eisen, so wtirde eine kleiuc
Kugel davon, als Ganzes, durch eiue schwach mngnetisirende Kraft gleicb einer ferromaguetischeu Substanz njaguetisirt und von Orten scbwkherer Kraft zu Orteii st:‘tar k erer
getrieben werden. W e n u mau n u n die magoetisirende Kraft
langsam verstiirkte, wiirde das resultireude lniiguetischc Moment (t des geinischteo KOrpers erstlich wachseu, daou, nach
Erreichung eiues Maximums, bis Nd1 abuehinen, uud uuu
,rnegativn werden, d. b. die Kugel als Gauzes wiirde gleich
einer diamagiietischeu Substanz maguetisirt uud von Orteu
JB
1) Phil. Mug. 1847.
Annals,
1840 Aug.
YuL.
X X X . p. 76
225., aueh S t u r g e o n ’ s
262
stiirkerer Kraft zu Orteu scliwacherer getriebei: werden.
Diefs ist es, weun ich nicht irre, was Hr. P l u c k e r von
eineiu soliden Geinische angeinessener ferromagnetischer
und diamaguetisclier Substauzen erwartet; alleiu bloke Versuche mit weicbein Eiseii, wie die voii J o u l e , von G a r t e n 1: a u s e r uud M u I 1 e r , machen es uicht wabrscheiulich,
dafs eine homogene schwach ferroiiiaguetische Substanz, die
keiu oder nur wenig uud zwar chemisch gebundenes Eiseii
entlialt, durch die schwache Magnetisirung, welche selbst
die starkste Magnetkraft auf sie ausubt , minder empfauglich fur eine neue Magnetisiruug werde. W e n n indeb Hrn.
P 1ii c k e r' s Versuche zuletzt als entscheidend angesehen
werden (was sie , glaube ich , sicher miisseu, wenn tliejenigen, bei welchen die Lage der Substanz niclit verandert
wiirde, sich bei einem reinen Elektromagnet bestatigen),
so wiirde fesigestellt seyu, dafs die Fahigkeit einer Liisuiig
vom (ferromagnetischen) Eisenvitriol,.' ) im (diainagnetischen ) Wasser zur magnetischen Vertheiluug (Induction)
mit Verstarkung der magnetisirenden Kraft abnimint , bei
einer gewissen Starke Null wird und darauf negativ, so
dafs die Fliissigkeit , als Ganzes , bei gr6fserer Kraft diamagnetisch seyn wiirde.
1 ) Ich setze voraus, d a t der Eisenvitriol sich im Zustancle vollkornmner
LBsung belinde, wie es bei geringem Ueberschufs an Sjure. der Fall
ist. WSre die Fliissigkeit , in Folge von ausgeseliiedrnem Eisenoxyd,
triibe, so macliten die von Hm. P liicker beobachteten Ersclieinungcn
sich erklSren lasscn wie die be; einem starren Kikper, der gepiilvertes
weiches Eisen in seiner Masse vertheilt enth5lt.
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ber, ferro, magnetisirte, welch, die, krfte, durch, erleiden, vertheilung, krystallinische, und, diamagnetische, bemerkungen, substanzen, niche
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