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Beschreibung des Kaleidophon's oder phonischen Kaleidoskop's.

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c
VIT. Befchreilung
470
1
oder phon iJchen Kcrkidoabop.'s; yon Ilm.C.W he n t 8 1 o n e 0).
des Kdeidophon'a
,
Die19 Infirument welchee eine Reihe a k u l i i f ~ l ~ e r
Erfcheiniingen erlgutert und aucli dem Layen verRzndlicli maclit, liot in leiner Eigenfchaft, zierliclie
Gefialten h e r v o r z u b r i n g e n einige Ahnliclikeit mit
dem yon Hrn. Dr. B r e w s t e r erfundenen Kaleidofkop '1, von dem aiicli rein Name abgclcitet in, weicllt
aber im Ubrigen von demlelben gail2liCh ab. Ee l i n t
den Zweck, die Balinen ficlitbar ZII machen, w e l c h
in rcllwingenden Staben die Punkte der grii'fsten Ausbiegung berchreiben, und welclie meifiens, durch die
Combination mehrerer Schwingungsrrten die mannichfaltigfien und zierlichaen Gefialten onnehmen '**).
,
,
a)
h1ltfelnlgen AbkBrznogen nos dam Jooro. of Science
Ser. Vol. I. p. 344.
New
**) Ueber das Kaleidoskop nnd die Gefchichte feiner Erfiodung
findet man das Niithige im Bd. 59. S. 341 dicfer Annden.
P.
"7
Die erne Beobachtnng diefer Art von Erfcheiouogeo oardaoken wir dern Dr. T h o m a s Y o o og. In den philofopb.
Transact. fir 1800 Fagt er namlich Folgendes. Man oehme
elne der tieffien, mit feinem Silberdrabte iibcrfponnenen Bafsfaite eioes Pianoforte, und IaITe durch eine fchrnale Oeffnuog
im FenRerladen das Licht darauf fallen, fa dafs as, bet
geh6riget Stellung des Auger, nuf jeder Windung des Drahtes,
eio kleioes, helles, wohibegrPnrtes Blld gebe. Bringt man
nnn die S3ite zum Schwiogeo, To mird der erleuchtete Punkt
reinen W e 8 wie eine gliihende Kohlc, die man herumfchwenkt,
bcfchreiben , und dem Auge cine Lichtlinie darbleteo; die
t 671 1
Diefer Zweck wird erroiclit, indeni man d i e Bahnen
durch einen hellghnzenden Punkt befchreiben l&t;
da er fie nnmlicli in einer Zeit, die kiirzer ifi, als die
Dauer der Geliohtscindriicke, durclilaiift ; ro macht
er jede der Balinen auf einrnal ganz iind ale eine zufammenhltngende Lichtlinie Gchtbar. Da die C;efiJt
der Bahnen, aufser den Ver~nderungen,wolche durclr
die Combination von primitivsn iind Ii6heren Scliwingnngearten enffiehen, auch durch die' Gsfiah .dee
Stabes, durcli die Gri& nnd die Errsgungsort der
Schwinguirgen, fo wie diircli eine Menge anderer
Umfiande abgeHndert wird ; To erbtilt man'' cine
grorse Anzalil r e ~ e l r n ~ f s i ~unterlraltender
cr,
Gefialten.
Dia Maniiichfaltigkeit derrelben wird noch erhaht,
wenn mail melireren, Cyrnmetrikli geordneten, ]en,&tonden Punkten die nitrnliche BGwegnng giebt, T.YO
dann, durch die gsgenfeitige Durchkreuzung ihrer
Balinen, zierliche GeRalten i n zalillofer Men60 ent'
iich mit Hiilfe tines Mikioskopes fehr genaa bcobachten la'fst.
Nach d c r rerfchiedenen Art, wie man den Draht in Bewegang
fetettt, ifi die Form diefes Wcges nicht weniger mrnnichfach
ond nnterhaltend, als die der voa C h I a d n I eotdeckten Figurm dcr Knotenlinim in fchwingenden Scheiben, ond fie 1R
noch intereffanter, da fie lich mehr zu ciner mathematifchcn
Beflimmnng zu eignen fcheinf. (Aurfihrlich findet man den Aoffat2 des Dr. Y o u n g in diel: Ann. Bd. 22. S. a49 und 337. P.)
Die ungernein geringe Gr6fse der Aorbiegnngen eioer
fchwingendensaite hindert, dafs man ihre Bewcgnng mit blofsen
Augen betrachten kann. Be1 den StSben hingegen, die zu diefen Vcrfuchen angewandt w erdtn, laKen lich die Aurbiegungcn
bir zu zwei 2011vergrSfsern, un3 da zugleich die Intenfitit
dcr Liclrts durch die angewandtrn Mittel crhBht i R , fo kann
m a n dir Erfchelnung uogleich deutlicher wahmehmen.
E
473
J
Itehen. Und felbfi diere Mannichfaltigkeit lafst Iich
noch fieigern , \vcIiiI m a n die Piiiikte verfcliiedenartig
gefiirbtes Liclit reflectircn Isfst.
Der Apparat zur Darlielliing dider Erfclieinungen berteht aim einem kreieruiiden Brete von ungefalir
g 2011 irn DurchnieKer (Taf. VI Fig. 41, worauf in
gleiclien Abrtanden von einandcr iind von dem Umkreife, drei ungefahr einen FuI$ laiige S t a h l h b e lenkreoht befcfiigt Gud. Der erfie Stab (nl ifi cylindrircli,
Vgehhr ,',Zoll dick, und am Eiide mit eincm Knapfchcn*) verfelien, wclclier dae auf ilin fdlendc Liclit reflektirt. Der zweitc'stab (6) ifi dern erfien %LnIich,
und t r ~ g auf
t l'eincrri Ende eine Platte, die i n eineni
Scliarniere bewcglich ifi, fo dare fie fich \VagreCllt,
fcllief und fenkrecht fielleri hl'st. Diere Platte dient
ziir Aufnohme vorfchiedenartig gcflirbter KnBpfclien,
die auf einem Stiicke l'chwarzer Pappe rymmetrifcll befe&gt find. Der dritte Stab (cl ifi ein vierfeitiges Priamo
*) Die einzigen,
zu disl'em Bshufe recht prfslichen , Kni;pfe er-
hilt man in den Lsden unter dern Namen von Stahlkn6pfchen.
S i e find von dinnem Glare gemscht, inwcodig vcrfiibert und
noge9hr 2011 .dick. Die Hervorragungen an den Oeffnungon magen fongenommen oder g e k h w i r z t werden, Con& wcrden die Bilder durch die Reflexion an diefen Puokten verwprren. Um farbige Figuren zu crhalteo , mUITeo diefe Kncpfe
mlt durchfichtigen Farben, wie man lie gewchnlich in d e r
Giasmalerei gebraiicllt. iiberzogeo werden. Das Licbt wird
daun d ~ c die
h gefdrbte ObcrflXclie zurlichgeworleo. Iu KnGpfthen hingegen. die yon geCrbrem Glare gemacht fiod, gefchjeht die Reflexioil an der nufseren Oberfliche, und dadarch
zeigt fich nur ein weifses L i c h t Die Ko6pfchen werden in einer kleinen, auf das Ende des Stabes gefcbnubten, M e f i n p
kipfel feflgehittet.
,
~
I 473 3
lind am Ende mit eben Colcher Platte ziir Aiifnahma
bthnlicher Gogenfi'tandeverfelien. Endlicli ili nocll ein
Stab (4in der Mitte des Bretes befefiigt. Er ili rechtwinklig gcbogen nur, .wie der erffe Stab, mit einem
Knijpfclien verfol~en. Nahe am Fufse des erlten Stabes iR eine kleine NuCs nnd Schraiibe am Brete angebrrcht, urn durch einen Druck auf daITelbe feine Steifigkeit ungleich zu machen. Ein Hammer, der dnrcll
eineri Uberzug von Leder weich gemaclit ill, wird
zum Streichen des Strbes gebraucht, und um die
Wirkangen etwos mannichfaltigor zu machen, ilt danm
noch ein Violinbogen erforderlich.
Ich werde n u n die mit den Staben hervorzubringenden Erfclieinungen btfchreiben und, in der Ordnung, in wclcher die Stgbe zuvor genannt wurden,
Anleitiing geben v i e man die verfoliiedenen Erfcheiiiungen erhalt.
a) W e n n malt einen cylindrifclien Stab fo in
Scliwingungen verfetzt dafs er feinen tieflien Ton
geben mufs, find die Schwingiingen deirelben felten
diirch eine Ebene begrYnzt fondern meifi mit kreisrunden Bewegungen verbnnden *I. W e n n das eine
,
,
,
*) Die einfpchRe Art, einen Stab, der an cincm E n d e befeffigt
und am aodern frei iR, transverfal fchwingen zu IaITen, IR
die, wobei der ganze Stab feine Schwingungen abweclifelnd
aaf jeder Scitc der Axe voilftihrt, welche nun nirgends von
der Curve durchfchnitten, fondern n u r a o dem brfefiigten
E n d r bcrlihrt wird. Diefs giebt den tiernen Ton, welche d e r
Stab herborbr9gen kann. Bei den andero Schwlngungrarten
wlrd die Axe elh, zwei, drel, ode? mehrere Mele von d e r
Curve durchfchnitten. Die beffe Art, diefe T s n e bervorzubringen, beReht darin , daf. man rinen Schwingungrknoten
A n 1 d 11.
Phyfik. P,. 86 St.3. J. 1827. St.
;.
H 11
c
474 I
Ende deflelben dtircli eineii Druck auf zwei gegeniiberliegende Punkte befefiigt ifi und dcr Stab in nichtung des Drucks in Bewegurig gel'eizt wird, lo iinderii
fich die Geftalten nnch und nclcl~ folpndermofsen.
Zilerfi errcheint die Bahn als eine Lillie; unmittelbar
darnuf iiffnet fie ficli 211 eincr Ellipre, deren kleine
Axe allmalig wachfi, w d i r e n d die grofse Axe zbnimmt,
bis fie dadurcli in einen Kreis iibcrgeht. Nun wird,
mit dem Finger fanfL bertlhrt, ond einen fchwingenden Theil
durch einen Violillbogen in Bewegung fetzt. Bei dern z r e i t e n
Tone verlialt fich dieZabl derSchwingungen zu der beim erfien,
wic 5' LU 21 oder wie 25: 4 Der Unterfc!iied der Tune be.
trlgt'daher zwei Octaven und eine OberrnXfsiCe Quinte. Trennt
nian den srRenTon ron derReihe, foverhglt fich bei allen Ubrigen die Zahl der Schwingungcn zu einander wie die Quadrate
d e r Zahleo 3. 5, 7, 9 etc; der dritte, .bei dem drei Knoten
vorhanden find, wird demnach urn rine Octave und eine grofse
Quart h8her feyn als der zweite; bei dem vierten wird die
Htihe nahe um eine Octave vermehrt feyn: be1 deal fiinfteo
nalie urn efne grofse Sext u. f. w. Urn alle VerhBltniITe dcr
Tihe, die ein folcher Stab erzeugen k a n n , auf pin gemcinfchiftllches M a d s zurUckzufuhren, werde ich den T o n , wel-,
cher der einfachflen Bewegung entfpricht, als das C betrachten, welches eiiic Octave tiefer ift , als dar tiefile auf einem
Pianoforte. Die Verh2JtnilTe;der T6ne find denn:
Zahl der Knoten.
The.
19 17-1-7 1 ?+
"1 1 1 2
CI
Zahlen. dercn Quadrate die- (2)
fen T h e n entrprecheu.
eis
1
3 \ 4 1 5
1315171pIII
(j)
I 475 3
was n w o r die kleine Ax0 war, die grofse, u n d To
weclifelt die Bewegung fortwslirct~dab, bis fie durch
beli~ndiges Abnehmen an Grarse ziiletzt unwalirrielimbar wird. I n dem eben belcliriebeneii Falle maclien die Ellipfen einen recliten W h i k e l mitcinander;
giebt man aber der Bewcgung eine andere Riclitung,
maclit man fie fcl!ief gegeii die R~clitiingdes Drucks,
To kann man die EllipCen Gcli Linter jedem W i n k e l
fclineiden laKen, u n d wenn' diefer W i t i l i e l = o wird,
ifi die Beweguiig bids vibratorilcli.
.Jeder diirch
Theiliing des Stabes hervorged
braclite Ton
~ I i n l i c h eErfcheinungen; aLer die
Aiisbiegungen find uni fo kleiner; je liiilier der Ton
ifi, oder was damelbe fagt j a grijfser die Anzahl d e r
8chwingungen ifi.
In dem cinfaclifien FaIIc der CoExistenz zweiep
Tijne, i i ~ m l i c hdem, wo m a n den gan'zen Stab in Bewegung Tctzt und zualcich einen IiiiIieren Toil d u r c h
Streichen mit eincm Bogen hervorbringt, wird die 11rl p r i i n ~ l i c l i eFigiir wellenfiirmig odcr Sez91int j u n d fo
v i e Iicli Eins ziir Zahl dcr Z d i n e verlitilt To wird
fich die Zalil der Scliwin~iingeni n dem iicferen Toile
Andert man die
211 der i n dem Jiiilicren verlialteii.
Erregiingsart, indem rnan.mit dam Bogen a n Vera
fcliiedencn Stellen iind m i t verl'chiedener Stgrke
fireiclit To kann,m;lii Telir verwickelte u n d niedliche,
krummlinigc Figurcn erhaltend
,
,
Bringt man die Hand arl das tintere Bndo der
Stabc9, unterlialb der Stelle, IVO man die Bewegun^ crreBt list, To nerden die Excurfionen d e i
Hh
t
Bewegung d c h abnehmen n n d fpiralfi3rmige Gefialten zeigap.
Urn die Figuren hell iind deutlich zn erhalten,
mufe man nur ein einzigee Liclit anwenden, Z. B. dae
LicIlt der Sonne, einer L a m p oder einer Kerze.
Liclitfirahlen, die von melireren Punkten ausgehen,
2. B. die von melireren Kerzen ausgefandt, oder von
W o l k e n reflectirt werden, maclien die Balinen breit
lind undeutlicli. Zwei LicIiter kiinnen jedocli mit
Vortheil angewondt werden, wenn fie n u r Cymmetrifcli
gefiellt find nnd gleicho Intcnfitbt befitzen. Eiti jrdes
Kniipfcchen befclireibt aledann zwei einander YIinliclie
Figuren. Iin Iiellen SonnenCcIieino find die Erfclieiniingen ungerncin lebliaft iind ghnzend. (Die Figur e n 5 15 Taf. VI zeigen xnehrere der mit dem Stabe
Q hervonubringenden Erlcheinunsen.)
-
15) Obgleicli die Geffalten, welche diirch die Bewegnng einee einzeliien Punktes hervorgebracllt
werden M i r CdlSn iind mannichfdtig find, 1'0 1laben dsnnocli die zuf'arnmengefetzten~Figure11 . welclia yon einer Griippe o w melireren Punkten 6Cbildet werden, ein noch gefdligeres Anrelien. (Fi6. 16.
Tof. VI.)
Ill die PIatte, ianf die man eine rolche Gruppe
legt horizoiiial To Iiegen dic Figuren I%rnmtlichin
einer Ebeiie; ifi fie aber geneigt oder lenkrecht, Co
werden die Curveil in parollelen Ebeiien befcllriebe11
uiid man glattbt, kotperliclie Gcrtalten ZLI rellen; was
in gewilTen F%lleiibelbnderr iiberrafcllend iff.
,
,
,
,
Yon Farbcn i i i d s mail nur dio ZLI einander cornplenieiittlren anwenden ; eiiie Znlinimenfiellung von
I 477 3
mifeltimmenden Farben gefallt dem Auge niclit. M a n
miil's fie von verfciiiedener Intenfittit nellmen und
au+ far.rbloLe Liclit darunter VertIieiIeii.
cj Sctzt man den prisniatifchen Stab i n Richtung
leitier Seitenflaclien i n Bewegung 10 bewegen fich
die Piinktc nur gerildlinig. Giebt nian ihm aber cine
rcliiefe Bewegung fo zeigt ficli eine g r o h Menge 211famrnengefetzter Curven. Dieler Stab wird I i a i i p ~
f&AlicIi zur Hervorbringung der optifclien Erfcheiniing gebraucht von der rogleicll die Rede feyn wird.
d~ Bei einem geradeii Stabe liegt die Curve, welche irgend einer reiiier Pnnkte bel'clireibt, i i i ciner und
dcrlelben Ebene. Hat mail aber einen wiiikcIf6rmig
gebogeneil Stab, fo b e w e p i ficli die beideii Scllcnltel
mcifiens in verfcliiedciicii niclitiingeii lind die voii
diefen Sclicnkeln Lel'cliriebciren Ciirvari liege11 nicltt
melir i n dcrfdben Ebcne. DiircIi eiii Pimr Verl'iiclie
wird mail bald Litiden, w i c nian die Bewcgiing niitziitlieilen Iiabc, d a m i t die beideii Sclienkel i n verfcliiedelien Riclitiuigeii rchrviii~en.
Bcvor icli d i d e n GeSeiifiaud verlalfe, mid's icTi
bemerken, d d s diere Art dcs Experimentirens auf die
Verzeichnnng eincr jeden kcCcltreibimg von krummlinigen u n d winkligen Bewegiingen nngewandt werden kann, wciin die Amplitudeii der Ziige niclit zit
grots find. Walirfcheinlicli wird dsdurch die Ken~itnil's mancher intereil'anter Stitze in der PliyGk auf dem
W e S e des Experiments erleichtert werden.
,
,
,
,
Ueber die Verdopplung und Vervielfaltigung der Gegeonxnde.
W e n i l mail duiiklc Gegeiifiinde fiatt der lenc11tenden iliiwendet; To twerdeii die Baltiietl f& unGclit-
c
478
3
bar, und wpil voii d e n Grttnzeii Jer Scliwinguiigen
]lei. die Eiiidriicke aiif die Nctzliaiit 1Bnger andauern,
10fielit mqn die Cegcnflrnde vervielfdtigt, je nach
der Zalil dcr P n n k t e , a n wclclien Ee retardirt worden
find. Befcfiigt mnn horizontal aiif deni Stabe 6 ein
auf eiiie Karte gelcliriebenes odor gedriicktes W o r t ,
To erblickt mnii , bei dcr L'cIlwYcliften A r t von Beweg n n g mi Sen beidcii entge~en~eretetzte~i
Grznzeii der
Schwingnngen, zwei lesbare Uilder van dem Worte,
~ i i d , in den1 Zwifclicnraiime einen uiideutliclien
Schatten.
Da dic I'cliwiiigcnde Beweping fiir das
AuSe unwaliriicliiii1ar ifi, lo I'clieineii die Eilder Itill
e u liclieii; aLvr c!ie ficte ALiialinle der Aniplituden
i n a d i t , a d s fie fidi fclir IzIIz$.'~~R~ lind allmsilig der
Mikic nXIierri, diel'e A b n a l i n e gelcliielit To d l z i i ~ l i ~ ,
dds die Uilclcr Lei jcdcr ziiriickkelirenden Scliwing u n s einander vdlig decken, oliiie Iicli zu verwirren.
,
,
Befefiigt man dic G e g e n h n d e vertikal, lo erfchei,.
neii die Cilder in parallelen E h e n e n , u n d man Eelit
das liiritere Rilcl d urch das vorn erl'clicincnde. 1Cleine Zeicliniingcn Iiiid Iiierzu belbnders gcfcliic1;t.
W e n t i neben dcm Griincltone nocli andere Tiine
da G i l d , 11 eiit!lelien nielir a h zwci Eilder; aber fie
werden iri dem Maofse I'cliwJclier, ale ilire Anaalil
grbfser ill. Dic vervielCrilliqtei1 3ildcr liiid ficlitbar,
die S c l i w i n g u n ~ e n1116~eiigeradliriig , elliptikli oder
kreisfijrniig l e p .
E i n neuer optiFchrs InRrument,
Es wird niclit iiberlliil'fig rcyn, nocli eineii Appnrat
zu bcCclireiben, der die Cxtier der Eindrficke auf
1 479 I
die Ncizhaut 9, v e m i i i p wefclier wir Eilder nod, a n
Orten vcrweilen
~ & I I ,
die fie fclioii verlaITen Iiaben,
oiif eine lkhr iiberzeugendc Art erlzutert.
,
M a n nehme eineri liiilzerncn Ralinicn der iingeftilir 6 2011liocli iind breit urid eiri, drei oder melir e r e 2011 lief ifi; befefiigc at1 J e r niickfeite dell'elben
,
eine Glasplatte, worniif eiri GciiiSIdo niit ditrclilichtigen Farben aufgetrngeri ili, iind lielle vor dcni Ralim e n eine Ziiinfcheiba auf, die von d s e 1 1 mit weirsem
Papiore bedeckt ifi und oils der man eineii Sector ausgerclinitten hat. D i e Sclieibe inufs a n ciner Axe, die
voii einem Stabe a n der Vorderfeite gctrogen, und
diircli cinen zweckm:Li;Qn Meclianismus in eine
fclinellu iind ~1eiclifSr~iiiige
fiolaliori gcLIzt wird Gcll
frei iiin ilirc AIittc bewegel1 kijiiiicn; a u c h niufs eiri
I-Iakeii lo arigchrnclit WL'I deli dofs, weriri die Ilotation aiifIiCrt, dcr AiisI'cliihiit diircli dcii Slob, welclier die Axe M g t , verdri;it wird,
,
,
Wen11 nidii Iiiiitcr das diirclilicliligo Gernalde
cine brcnncnde Kerze lie111 o d c r , iiocli LeKer, das
Liclit derlblbcii durcli cirie Liiih coiicentrirt und
n u n die Sclieibe iiiit GeTcliwiiidiglieit rotirtrn M t ;
Ib w i l d niilii die prize Zciclriiuiig aiif einninl erblikk c i i , obsleicli niic ciri L I i r g e r i n p r Tlicil derl'elben
,
nacli eiiiaiider dcni Aiise darselotcii wird.
*I
Der Ritter d ' A r c y hat durch Verf'uclie, die rinzlgen,
d i e iiber dieren Gegennaiid mit eiiiiger Genauiskeit angefiellt wurdeii, grzeigr, d3Eq di.?fe Dauer i c h t Terrien betrsgt. RIxn relie die Abliaiidliiiig yon ilini: Memoire SUr
13 diirde de la sensation de la vue in der Hist. de 1'Acad.
A. 176;.
t 480 I
*Die
IiitenGt3t il) verfchied'en, je naclidem dos
durchgela0'ene Licht doe auf die Scheibe fnllende
Cbertrifft. Es wird dalier die Deutliclikeit der Zeichnung erhiilien, wenn man das latztere To vie1 wie
miiglicli verdnnkelt. [Daher eo vielleich gut ifi, die
Sclieibe mit lchwarzem Papiere, natt des weifsen zu
iiberziehen. P.]*)
*) Auf demfelben arandlhtze, a!imllch darauf,' dalj die Efndrilcbe auf die Nrtzhaut nocb eine W e i l e (3 Sekunde) anhalo
ten, nachdem dle GegenfiSnde, welcbe fie erzcugt haben,
fchon entfernt find, berulit der fogenannte Thunmotrop (Wunderdreher, VOII 8uuptx ein Wunder und zgena, drehen), der
von dern Dr. P a r i I) erfunden feyn loll. Er beffeht aua einer
kreisrunden ScheiPe von weirser Pappc, welcher fich mittelRzweI
dialiietral gegen iiber befeRlgten uiid zwifchen dem Daumen
und Zeigefinger dez beidrn H2nde gehaltener Fdden eine
fchnelle Rotation urn einen i h r r r Durchmerier mlttheilen ISfst.
W i h r e n d diefer Rotation glaubt man bcidc Seiten der Sclleibe
gleichzeitig zu fehrn. 1R alro auf jcde Seite ein 7'heil einer
Gern8ldes gemalt, To erfcheint beim Drehen dar Gernalde
ganz. Hat man z. B. ruf eine Seite einen Kzfig ur~dauf die
r n d c r e Seite einen Vogel getcichnet, To lieht man wBhrend
dea Drehenr den Vogel in dem Kefige. Dieh giebt Gclegenlieit
zu einer Menge rrtiger Erfchcinungen. Aucli h a t der Tliaumntrop bereits im vorigen Jahre eine Stelle uiiter den Weill.
rrachtsgefchenken gefundm. .(Edinb. Journ. Vol. IV. p, 87.)
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