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Bestimmungen der Schwingungsdauer materieller Pendel.

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Uruck stattfanden, unter andern Druckverh&ltnissen und
also bei anderen Siedetemperaturen, SO wie auch mit anderen Lbsungsmitteln zu wiederholen. Leider haben meine
Hiilfsruittel und meine Zeit mir Dieb bisher nicht erlaubt.
April 1873.
13 e m e r k u ng. Wahrend des A bdruckens fand ich, d a k
nicht G e r n e z irn Jahre 1867, wie S. 275 erwghnt wurde,
sondern G u s t a v M a g n u s der erste war, welcher bereits
i. J. 1837') die Zersetzung eines Kbrpers, dessen einer
Bestandtlieil fluchtig ist , durch Dnrclifuhrong cines indifferenten Gases pritfte. M a g n u s zeigtc, dal$ ein Strom
YOU Wasserstoff eiucr Lijsuiig von snurem kohlensaurem
Natron Kohlensaure entzieht, und die Menge der dsbei
fortgefiihrten Kohlensaure wurde i. J. 1845 zuerst von
R. F. M a r c h a n d ') bei verschiedenen Temperaturen quantitativ bestimmt.
-
VI.
Bestimmung der Schzaingungsdauer materieller Yendel; von Dr. C. B e n d e r .
Lehrer an der Gewerbcschale in Speier.
D i e genaue Bestimmung der Schwingungsdauer eines Pendels ist ohne grolse Opfer an Zeit fiir gewbhnlich nicht
auszufiihren und auch selbst in dicsem Falle ist der Fehler von 0,Ol Secunde schon ein sehr geringer; mit grolser Geduld vermag man es selbstverstiindlich auch noch
den Fehler auf einen kleineren Bruchtheil einer Secunde
zu erniedrigen. Ich hielt es daher angezeigt, einen Apparat zu construiren, welcher gestattete, die Bestimmung der
Schwingnngsdauer eines materiellen Pendel auf das Genaueste rasch ausfiihren zu kijnnen und welcher namentlich die Individualitat des Beobachters, jene Quelle nicht
geringer Fehler , ausachlofs. Die erste Anregung hierzu
1) Pogg. Ann. 40, S. 590.
2) Jonrn. f. prakt. Chem. 35, S. 359.
296
gab mir der F o u c a u 1t ’sche Pendelversuch , bei welcbem
ich, urn die Abnahme der Schwin,onngsnmplitude zu bestirnmen, die Anzahl der Schwingungen durch einen
Morse’schen Schreibtelegraphen aufschreiben liefs. Eine
weitere Verbindung dieses Apparntcs mit einem Chronoskop konnte ein bequemes Hulfsinittel werden, die Beschleunigung der Erdschwere rerhiiltnilsmiilsig rasch und
sicher auszufuhren , vornusgesetzt , dal‘s die I2ingc eines
solchen Pendels gennn zii ermittelri gewesen wiire. Letzteres liefse sich vielleicht durch Ansmt.sscn des horizontal gespnnnten Pendeldrnhtes ausf‘iihren, indein das eine
Ende des Dralites eingespnnnt wurde, wsihrend in der
Nahe des anderen Drahtendes, an welcfiem sich die Pendellinse befindet, der Drnht auf einer Rolle mfliegt. Aus
gemessenen Dimensionen konnte alsdann die Liinge der
gebildeten Kettenlinie ermittelt wcrden. Eine angestrengte
Berufsthiitigkeit verhinderte mich, weitere Untersuchungen
aiiszufiihren und ich werde auch fiir spiiter die Anwenclung des F o u cault’schen Pendels zur Bestimmung der
Reschleunigung der Erdschwere verschmiihen, und an seine
Stelle das Reversionspendel setzen, da letzteres mehr practische Verwerthbarkeit besitzt.
In kurzen Worten ist das Verfahren, dessen ich mir
zur genanen Bestimmung der Schwingungsdauer eines Pendels bediene, Folgendes.
W i r d der elektriscbe Strom durch ein Hipp’sches Chronoskop geleitet, so kann das Uhrwerlz desselben im Gange
seyn, wiihrend doch die Zeiger arretirt bleiben. I n dem
Augenblick jedoch , in welchem der Strom unterbrochen
wird, bewegen sich auch die Zeiger. Diese Unterbrechung
hewerkstelligte ich durch einen zweiten Strom, welcher in
einem Augenblicke der tiefsten Stellung des Pendels geschlossen wurde. Derselbe ging zugleich durch einen, die
Schwingungsanzahl aufzeichnenden , Schrei btelegraphen.
Ich habe diesem Strom den Pll’amen Telegraphenstrom, demjenigen jedoch, welcher zu Anfang das Chronoskop arretirt, den Namen Uhrstrom gegeben. Sol1 der Versuch anterbrochen werden, so bedarf es einer erneuten Arretirung
297
des Chronoskops, welche mit Hillfe eines dritten Stromes
des sogenannten Relaisslromes ausgefuhrt wird. Die nahere Kenntnik dieser Strijme, sowie eines vierten Stromes,
Pendclstrom genannt, wird erst aus Beschreibung der Apparate entnommen werden kijnnen.
Beschreibung und A ~ o r t ~ n i i ndcr
g Apparate.
In Fig. 8 Taf. 111 hedeutet A eine schwache Batterie,
welche auf dem Wege (+A ) 1) q n a C (- A ) eincn Strom
durch das Chronoskap C sendet und classelbe arretirt, ehe
der ubrige Apparat respective dcr Versuch in Gang gesetzt ist. Es ist diefs der lJ/irstrom. Um dessen Gang
geuauer anzugeben, sey erwiilint, d a b iiber E Fig. 8
u. 9 die eine Hialfte eities im indifhenten Glcicligcwichte
befestigten, um seine Axe drehbnrcn Eisenankcrs angcbracht
ist, auf dessen einer , dem Apparate zugekehrten I-Lilfte
ein dicker Kupferdraht s befestigt ist, tvelcher fur den
Fall, dafs kein Strom durch E geht, in clas :iuf cinem Messin,asaulchen angebrachtcn Quccksilbern~pfchetiq eintaucht
und hierdurch den erwahnten Uhrstrorn vermittelt. Der
Anker dcs Elektroniagnets bildet :dso gewissermafsen den
Unterbrecher des Uhrstromes , denn in dem AugenLlicke,
in welchem derselbe auf den Elektromagnet zu liegen
kommt, gehen s aus q hernus und der Uhrstrom ist unterbrocben. D a der Endpunkt von s, welcher in q eintaucht,
sehr weit von der Drehaxe entfernt ist, so geschieht die
Unterbrechung aufserordentlich rasch, mie es auch bei diesen Vcrsuchen unbedingt nothwendig ist. Selbstverstiindlich bezieht sich das erwahnte indifferente Gleichgewicht
auf Draht s plus Eisenanker.
In Fig. 8, Taf. I11 bedeutet weiter B eine aus 2 bis 3
Bunsen'schen Elementen bestehende Battcrie, welche, im
Falle das Relais R geschlossen ist , den Telegraplbenstrom
durch den Elektrornagnet E und den M o r s e'schen Schreibtelegraphen
M sendet. In Buchstaben ausgedrikkt ist sein
.
Weg:
(tB) h d e E t ' t c M D r r ' (- B).
D ist ein einfacher Stromunterbrecher, wozu man einen
298
Commutator passend verwerthen kann. Derselbe vermittelt im geeigneten Augenblicke M mit t’r’.
WstellteineWippe vor, welche mit der P o g g e n d o r f V schen W i p p e aukere Aehnlichkeit hat, und der Art construirt ist, d a h wenn die Verbindung von d und e hergestellt ist, g und f unterbrochen sind. Zu Anfang des Versiiches hat die Wippe diejenige Stellung, welche die Verbindung von d niit e hcwerltstelligt.
2 ist eine verhiiltnikmiilbig starke Batterie, mit welcher das Quccksilhernspfchen H (siehe Fig, 12, Tnf.111) einerspits und das Relais R andererseits in Verbindung steht.
Ein Dr:tlit p fiihrt von dem Drehpunkte des Pendels mi
den1 Relais R . 11 hat eine solche Stellong, dafs die Spitze
des Pendels die Kuppe des Quecksilberniipfchens in dem
Augenblicke durchdringt , in welchem das Pendel seine
grofste Geschwindigkeit bat. Der Strom von 2, PendeZstrom genannt, nimrnt scinen Wee; durch
(+ Z) f f l p / % / E ’ 1 ~ ’ p P H ( - Z ) .
I.Y‘ ist eine zweite R’ippe gennri so, wie W construirt.
Durch dieselbe werden rp und 71’ mit einander iu Verbindung gehracht, wzihrend gleichzeitig w und n unterbrochen
Bind und umgekehrt. Zu Anfmg des Versuches verbindet die Wippe W‘ (F mit y. Die vierte ziemlieh kraftige
Batterie Y ist es nun, welche den Relaisstrom liefert.
Ioh habe diesen Strom delbhalb SO genannt, weil er far
den Fall, dafs der Versu‘ch beendigt werden soll, fortwghrend durch den Elektromagnet des Relais R hindurchgeht und so den Strom von B dauernd schliefst. I n diesem Falle mufs aber die Wippe W‘ so gestellt werden,
dais w nnd n mit einander verbunden sind. E a t das Pendel P (dessen Faden natiirlich ein feiner Metalldraht seyn
mufs) seine Gleichgewichtslage inne, berubrt also seine
Spitze die Quecksilberkuppe H , so geht der Strom der
Batterie 2 durch
(4-Z ) z o ? - c & E ’ p q E ‘ q ’ p P R ( - 2).
In diesem Falle wird der Anker von E” angezogen und
dnrch eine geeignete Vorrichtung (Fig. 11, Taf.
welche
In,
299
spater genauer beschriebcn wird, der Relaisstrom dauernd
geschlossen. Er geht durch
(+Y) v ~ ~ f i v ' @ q E ' 7 ? ' Y).
(H a t man vorher die Wippe W so gestellt, d a b f und
g mit einander in Verbindung sind, so geht nun der Strom
der Batterie B durch
(t
B) h g f a C(- A ) (+A ) b c bf Drr' (- B).
Dieser Strom geht also durch das Chronoskop und
dusselbe ist nrretirt.
Es mag hierbei bemerkt werclen, dafs, obgleich dieser
Strom nun auch durch M geht, der Anker dieses Apparates jedoch selten angezogen w i d , wenn die Batterie B
nicht gerade sehr kriiftig ist. Man ist dsher geniithigt,
sich vorher geeignet dariiber zu brientiren.
E h e wir ztir Beschreibung des Versuchs iibergehen,
wollen wir einzelne Apparate niihcr betmchten. EY sind
in der separaten Zeichnung dieser Apparate die Hauptbuchstaben von Fig. 8 beibehalten, jedoch wurden auch
mitunter neue Buchstaben eingefiihrt, wo es die Deutlichkeit der Beschreibung verlangtc. Leziiglich der Anordnung der Drahtleitungen Fig. 8, welche auf einem Brette
befestigt sind, moge die Bemerkung erlaubt seyn, dars es
unschwer ist, d d i Netz etwas zu concentriren, SO daCs dadurch bedeutend an Raum gespart wird. So kann man
z. B. die Wippen W und W sehr leicht durch eine einzige Doppelwippe ersetzen, indem man die Gruppe d .I
nicht neben
'
'p
w'
8 9
sondern etwa in derweise:
'1
(JW
df
eg
setzt. Diels kann man um so mehr, als aus der Beschreibung dee Versuchs hervorgehen wird, dafs W und W'
immer gleichartig gelagert sind.
Die einzelnen Apparate.
Fig 9, Taf. 111 stellt den Unterbrecber des Uhrstromes
300
vor. In der Axe rtcc' bewegt sich der Eisenanker f rnit
einiger Tteihung, so dal's cr leicht in jeder beliebigen Lage
verliarrcn kann. Eisriikerli f und der starke liupferdraht S,
welcher an ersterem befestigt ist, sind durch die Axe an'
im inclifferenten Gleichgewicht aufigehiingt. f wird nun
zuniichst so gestellt, dnl's dns Ende von s in das Qnecksilberniipfchen q eintaucht. Sincl nun n und n' rnit einer
Batterie in Verbindung gebrncbht, so geht ein Stroni iiber
t r ' a s q n ctc.
Die Messingsiinlclien 1 und t' stehcn rnit dem Elektromagnet E in Verbin[liing. %u ihncn fuhren die Zuleitungsdriilite derjenigen Bntterie, welche den Telegraphen
in B e w e p r i g sttzt. Sobald nun ein Strom durch E geht,
wird die vordcre I-Iiilf'te des Eisenankers f niedergezogen,
das Ende deu Iiupferclrahtes gelit plotzlich aus q heraus,
und der Uhrstrom ist unterbrochen.
Fig. 10 ist eine Wippe, d e r g sind init Quecksilber gefullte Niipf'chen, in welche Zuleitnngsdriihte eintauchen,
welche ails Fig. 8 leicht erschen werden kfinnen. I n dns
Ilolz des unteren Tlicils der Wippe sind Mcssingstiibchen
a' kind $' eingelnssen, welche oben eine schwache Vertief u n g haben, damit die Spitzen a und p , welche rnit dem
oberen Theil der Wippe verbunden sind, mit rnBglichster
Sicherheit aufgesetzt werden IrBnnen. Es ist selbstverstiindlich, d a k der untere Theil der Wippe unmittelbar
rnit dem Hrette Fig. 8 in Verbindung gebracht werden
kann.
Fig. 11. Die Anfertigung dieses Apparntes bietet die
mcisten Schwieriglreiten dar. Die Messingsiiulchen 8 und
8' stehen rnit dem Elektromagnet
in Verbindung, unter
dessen EirifluIs der Eisennnker e beim Durchgang eines
Stromes durch E" niedergezogen wird. Mit dem Anker e
ist ein mehrmals gebogener zweiariniger Hebel h 6 verbundcn, dessen Drehaxe sich in dem oberen Eioschnitt des'
Messingsiiulchen (i befindet. Das eine Ende 6 tragt einen
kleinen Messingcylinder c, welcher oben eine kleine 0,5 Ctm.
tiefe Oeffnung p zur Aufnahrne von Quecksilber hat. Den
Messingcylinder c kann man in einem weiteren Cylinder a
E
l
301
bequem auf und ab bewegen. Eine senkrecht in den Cylinder a eingeschnittene Spalte ss', welche in der Figur
punctirt angedeutet ist, erlaubt dern Ende 6 des Mebels h b
diese Bewegung mit ausziifiihren. An dem Beruhrongsort
von 6 und c ist je ein Platinstreifchen aufgelijthet. Eine
Schraube f reiclit bis nahe an 0 , so dds, iin Falle e von
E" absteht und andererseits und v' mit den Polen einer
Ratterie in Verbindung gtbrncht eiiid, der Strom dieser
Batterie unterbrochen ist. Sitzt jedocli e aiif E" auf, was
irnmer dcr Fall seyn w i d , weiin ein Strom durch E" hindurchgeht, so kann ein Strom auf detn Wege vnafObav'
sich bcwegen. In wclcher Weise rr' C E ' mit der ubrigen
Leitung in Verbindung sind, erhellt ails Fig. 8 zur Genuge.
Fig. 12 bildct den Vermittler des Pendelstromes. Eiri
Messingcylinder 6 liikt sich mit IIiilt'e rler Schraube s
leicht in einein anderen Meesingcylinder a auf- uiid abbewegen; 6 ist schwach angebohrt zur hufiiahme einer genugenden Menge Quecltsill)er, welches bei I1 eiiie Kuppe
bildet. Der Apparat wird so gestellt, d& die Spitze des
Pendels in seiner Gleichgewichtslagc gerade durch IZ hindurch geht; a ist mit dem Mcssingsiiulchen - 2 in leitender Verbindung.
Anstelliing deu Versuches
W i r kehren zii Fig. 8 zuruck. - Der Unterbrecher D
verhindert den Durchgang des Telegrapheiistromes. Der
Uhrstrom ist geschlossen uncl die Zeiger des Chronoskop
C sind arretirt, w2hrcnd das Uhrwerk selbst im Gauge
ist. Die Wippe W hat eine solche Stellung, dafs d iind e
mit einander in Verbindung sind. W' dagegen verbindet
y und 11.
Das Pendel oscillirt auf dern Wege ,up' hin
iind her. I n eineni bestimmten Augenblicke, in welchem
P gerade die Quecksilberkuppe H verlassen hat, wird bei
D die Verbindung hergestellt. Bei dem niichsten Diirchgang der Spitze yon P durch H circulirt der Telegraphenstrom. Diesei, indem er durch den Elektromagnet E
hindurchgeht , unterbricht den Uhrstrom und die Zeiger
des Chronoskop C bewegen sich. Jede Schwingung des
302
Pendels wird nun durch den Telegraphen aufgezeichnet,
wahrend das Chronoskop hierdurch unberiihrt bleibt.
Will man den Versuch abschliel'sen, so verfahrt man folgendermaken. I n eiuem hesimniteri Airgenblick, in wel&em P, H verlassen hat uud nach derselben Seite sich
hinbewegt wie zii Anfang des Versuches, werden W find W ,
welche vorher uuf der Seite dc resp. y 11, lagen, rasch auf
die Seite f q resp. w n gelegt. Kommt tiiinmehr die Pendelspitze bei H an, so geht der Pentlelstrom durch
(+2) (1) 7~ e
6''
&',3 E
1)'
p P H ( -- Z ) .
In demselben Augenblicke wird jedoch aucli der Eisenanker E" Fig. 11 niedergezogen und Schrauhe f rnit deni
Die
Quccksilhernapfchen J! in Verbindung gebmcht.
Batterie Y sendet nun eincn Strorn nnf dem Wege:
(+
r)U
(J (r
V' f!? l j
E' l]' ( - Y ) .
Wir selien, dieser Strom geht fortwiihrend durch E
des Relais R, er schliekt also such den Telegraphenstrom
fortwiihrend ab. Uei der nun verhiderten Stellung der
Wippe W nimmt dcr Telegraphenstrom aber folgenden Weg:
( + B) h g f a C ( - A ) (+ A ) b c 11 D r r' ( - B).
Das Chronoskop ist arretirt.
Zum Gelingen des Versuches ist es unbedingt nothwendig, daIs die Batterien genau in der Weise aufigestellt
werden, wie Fig. 8 vorschreibt. Geht niinilich der Relaisstrom in umgekehrter Riclitung durch E', so kann der
von 2 herrillirende Strorn den Magnetismus des E' so
weit aufhehen, dars das Relais R dcn Strom B nicht mehr
abschlielst. In diesem F d l e ist der Versuch mifsgliickt,
wenii nicht vorher schon die Stellung der Zeiger des Chronoskops notirt wurde, was zu Anfang und Ende desVersuches als zunacbstliegende Aufgabe erscheiiit. Rei richtiger Anordnung der Batterieii hat jedoch wegen der meist
iiberwiegenden Starke des Relaisstromes iiber den Pendelstrom der weitere Gang des Pendels gar keinen Eintlufs
auf den Abschlulb des Stronies der Batterie B. Welchen
303
Einflufs eine falsche Stellung der Batterie A auf den
Strom der Batterie B hat, mag hier uuerortert bleiben.
Das vorliegende Verfahren zur Bestimmung der Schwingungsdauer eines Pendels ist soweit genau, als das Chronoskop zuverlbsig ist. Wenn es sich um sehr genaue
Bestimniungen handelt, so sind Pendel rnit kleinen Linsen
auszuschlieken , da bei dem Durchgang der Pendelspitze
durch Quecksilber eine Verzogeriing der Bewegung eintritt, welche nicht unbetriichtlich ist und welche sich leider jeder Berechnung entzieht. So erhielt ich bei demselben Pendel (mit einer halhlothigen Linse) einmnl eine
Schwingungsdauer = 1,44, das andre Ma1 = 1,45 Sekunden, also eine Differenz = 0,Ol Sek., welche zum Beispiel
bei der Bestimmung der Erdbeschleunigung nicht unbedeutend ist. Diese Pendellinse sollte iiberhaupt nicht leichter a19 1 Pfd. seyn.
Entstehung von farbigem Licht
durch electine Rejlexion; con 11. B e h r e n s ,
VII.
Ueber die
Priratdoccnt in Riel.
7
L i n e Reihe merkwiirdiger Erscheiriungen wird erhalten,
wenn man das von Korpern init sogenannter Oberfliichenfarbe reflectirte Licht der Spectralanalyse unterwirft. Die
fraglichen Korper sind meistens nur in kleinen Krystallen
zu haben ; es mufs dann statt des griilseren Spectroskops,
v i e es der Chemiker benutzt, das Mikrospectroskop in Anwendung gezogen werden. ,419 solches ist fiir die nachstehenden Untersuchungen mit gutem Erfolg ein B r o w n ing’sches Taschenspectroskop 8, vision directe benutzt
worden, das mittelst einer passenden Holzfassung statt
des Oculars in den Tubiis eines mit schwachem Objectiv
(2 und 1 Ctm. Objectabstand) versehenen Mikroskops ein-
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