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Die Wirkung von Strahlen auf das Telephon.

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1625
26. D i e Wirkung vort Strahlem auf &as Telephowz;
von 0. G r o t r J a n .
Einleitung.
Seit dem Jahre 1812 hat man Versuche iiber die magnetisierende oder auch entmagnetisierende Wirkung der Atherschwingungen angestellt. Die Ergebnisse, welche bis zum
Jahre 1889 von den verschiedenen Forschern gefunden wurden,
stehen derartig miteinander in Widerspruch, daB sich aus
ihnen ein sicheres Gesamtresultat nicht ableiten la&. Bei
keinem der neueren Forscher, deren Ergebnisse sich ebenfalls zum Teil widersprechen, ist vollstlndig einwandfrei festgestellt, ob etwa auBer der durch die Strahlung erregten
Warme auch eine andere Energieform fur die beobachtete
Anderung des Magnetismus in Frage kommt.
Samtliche Untersuchungen auf diesem Gebiete sind iibersichtlich zusammengestellt und kurz beschrieben unter Beifiigung der notigen Literaturangaben in dem Werke von
Chr. R i e s , ,,Das Licht in seinen elektrischen und magnetischen
Wirkungen. Versuchsergebnisse , Theorien und Literatur."
(Leipzig, J o h a n n Am b r o s iu s B a r t h , 1909.)
Der Verfasser hat in der genannten Richtung ebenfalls
Versuche angestellt. Dieselben konnen fiir die Magnetooptik
vielleicht von Bedeutung sein, falls die Ergebnisse, was einstweilen nicht ganz sicher hat festgestellt werden konnen, wirklich in dieses Gebiet einzureihen sind.
Ein permanenter Magnet befinde sich im Innern einer
Spule , deren Enden mit einem empfindlichen Galvanometer
verbunden sind. LaBt man nun ein Biindel Lichtstrahlen auf
die eine Stirnflache des Magneten fallen, so wird, falls eine
Anderung des Magnetismus durch Bestrahlung eintritt , ein
Strom induziert, der bei geniigender Empfindlichkeit durch
1626
0. Grotrian.
den ballistischen Ausschlag des Galvanometers erkennbar und
me6bar gemacht werden kann. Versuche, nach diesem Prinzip
angestellt , fuhrten den Verfasser zunachst zu ganzlich negativen Resultaten. D:LS gleiche t a r der Fall, nachdem der aus
einem Stuck bestehende Magnet durch ein Bundel von magnetisierten Stahldrahten ersetzt war.
I n der Erwagung, da6 eine Strahlungswirkung sich nur
auf eine sehr dunne Schicht des magnetischen Materials erstrecken konne und da6 daher eine dunne magnetisierte Eisenplatte vielleicht geeignet sein moge , nachweisbare Induktionsstrome zu liefern, ktlm ich auf den Gedanken, als strahlungsempfindlichen Korper die Eisenmembran eines Telephons
(Fernhorers) zu benutzen.
Sofort bei den ersten Versuchen erhielt ich bei Bestrahlung der Telephonplatte deutliche ballistische Ausschlage , die
sich durch Multiplikation, d. h. abwechselndes Belichten und
Verdunkeln, erheblich vergr66ern lieBen.
Meines Wissens ist iiber die Erscheinung noch nichts veroffentlicht worden. Besonders auffallig ist sie eigentlich nicht,
zumal d a verschiedene Krkarungen dafur gegeben werden
konnen.
Zunachst ist es denkbar, da6 eine durch die Strahlung erzeugte Temperaturerhohung der Telephonmembran deren Permeabilitat , somit den dieselbe durchsetzenden InduktionsfluB
andern und daher in den Telephonspulen eine elektromotorische
Kraft induzieren kann. Zweitens w k e ein nicht thermischer
Einfiu6 der Strahlung auf die Permeabilitat denkbar. Die
Frage, ob ein solcher sich nachweisen lasse, bildete, wie oben
ausgefiihrt, die urspriingliche Veranlassung zu der vorliegenden
Untersuchung. Drittens liegt die Moglichkeit vor, daB durch
die Warmewirkung der Strahlung eine Ausdehnung und damit
eine Biegung der Platte , deren Rand festgeklemmt ist , eintritt. Das wiirde ebenfalls die Veranlassung zum Auftreten
einer elektromotorischen Kraft sein konnen. Sodann ist die
Moglichkeit einer Hiegung der Platte durch radiometrische
Wirkung in Erwagung zu ziehen. Endlich ware es denkbar,
da6 mehrere der genannten vier Ursachen nebeneinander
vorhanden sind uncl sich in ihren Wirkungen ubereinander
lagern.
Yirkung von Strahlen auf das Te'elephon.
1627
Fur das Auftreten einer Biegung der Platte von auBen
nach innen spricht folgende Erscheinung. Beruhrt man die
Telephonplatte auBerst leicht mit dem Finger oder auch mit
einem Stuck Kartenpapier, oder ruft einen kurzen Laut dagegen , so erhalt das Galvanometer einen ballistischen Ausschlag, der dem Sinne nach mit demjenigen durch Bestrahlung
ubereinstimmt. Doch ist diese Erscheinung kein zwingender
Grund fur eine Biegung der Platte durch Strahlungsdruck.
Die Moglichkeit einer Anderung der Permeabilitat durch Bestrahlung , sei sie thermischer oder nicht thermischer Natur,
bleibt ebenfalls bestehen.
Dagegen steht die genannte Erscheinung mit einer Verbiegung der Platte infolge der Ausdehnung durch die Warme
in Widerspruch. Denn eine so bewirkte Verbiegung muBte,
da die auBere Flache der Membran als die zunachst von den
Warmestrahlen getroffene starker als die innen liegende erwarmt wird, derartig erfolgen, daB die Membran, von auBen
her gesehen, konvex erschieue.
Versuchsenordnung und Apparate.
Zur Stromuessung erwies sich nach verschiedenen Vorversuchen ein Drehspulgalvanometer von H a r t m n n n & B r a u n ,
8.-G. mit Spiegelablesung als am geeignetsten. Das Drehgehange war durch geeignete Belastung auf eine Schwingungsdauer von 9,5 Sek. gebracht.
AuBer den Telephonen des Elektrotechnischen Instituts
standen mir zwei besonders empfindliche Horer z u r Verfiigung,
die vom Kaiserlichen Telegraphenamte in Aachen giitigst durch
Hrn. Telegraphendirektor H a m a c h e r hergeliehen waren. F u r
die maBgebenden Versuche benutzte ich von diesen letzteren
ein Telephon mit Ringmagnet. Der Abstand der Polmitten
betragt 13,5 mm, die Polbreite 3,2 mm, die Dicke der Membran 0.35 mm, der Durchmesser des nicht verdeckten Teiles
derselben 21 mm.
Das betreffende Telephon besitzt eine metallisch gliinzende
verzinnte Membran, wahrend die des anderen geliehenen Apparates schwarz lackiert ist. Nicht ohne Gr.und benutzte ich
den Horer mit glanzender Platte. Denn die Aufnahmefkhig-
1628
0. Grotrian.
keit einer solchen fur die Warme muE geringer sein als bei
einer schwarz lackierten. Dafiir sprechen auch his zu einem
gewissen MaBe Ergebnisse von Vorversuclien, die ich unter
Benutzung der Telephone des Instituts mit schwarzer und mit
glanzender Membran angestellt hatte. Mir kam es darauf an,
die eigentlichen Wiiirmewirkungen tunlichst zu reduzieren.
Als Lichtquelle wiirden verschiedene Bogenlampen mit
Kohlen verschiedener Art, auch voriibergehend eine Quecksilberbogenlampe, verwendet. I n einiger Entfernung von der
Lampe war das Telephon aufgestellt, so da6 der freie Teil
der Membran sich mit dem Lichtbogen auf ungefihr gleicher
HGhe befand, wobei die Lichtstrahlen geniihert senkrecht auf
die Telephonplatte rtuftielen. Zwischen Lichtquelle und Telephon befand sich ein undurchsichtiger Schirm, der mittels
Schnurlaufs von dem am Fernrohr sitzenden Beobachter hinund hergezogen werden konnte, so (la6 eine der Bewegung
der Drehspule entsprechende taktmaBige Bestrahlung und Verdunkelung des Telephons moglich war. I)as Galvanometer
war durch eiiien besonderen festen Schirm gegen die Strahleii
der Lampe abgeblendet. Salutliche Apparate waren in dem
fur Lichtmessungen hestimmten Dunkelraum des Instituts aufgestellt.
Versuchsergebnisse.
Bei den Versuchen wurde' eine Trennung der Strahlen
verschiedener Wellenliinge, namentlich eine solche nach den
drei Hauptgruppen der ultraroten, sichtbaren und ultravioletten
Strahlen angestrebt.
Zunachst kamen Strahlerifilter zur Anwendung, und zwar
1. gesattigte Alaunlosung in zwei je 5 c m langen Gefa6en mit
Spiegelglaswanden, die hintereinnnder gestellt eine Fliissigkeitsschicht von 10 cm lieferten, 2. eine stark koiizentrierte Losung
von schwefelsaurem Kupferoxyd-Ammoniak in einem AbsorptionsgefaB von 2 cm Lange, 3. ein Ulviolglas von 0,9 cm Dicke,
welches freundlichst von Hrn. Kollegen J. S t a r k zur Verfugung gestellt war. Letzterem verdanke ich auch die Verwendung eines Quarzprismas und einer Quarzlinse, die bei
den weiter unten zu beschreibenden Versuchen Aufstellung
fanden.
WirRung von Strahlen aut' das Te'elephm.
1629
Als Lichtquelle diente bei den zunachst zu besprechenden
Untersuchungen eine Differentialbogenlampe von v. H e f n e r A l t eneck, die behufs Erzielung einer starken Strahlung gegen
die Vertikale geneigt gehalten war, so daB auch ein Teil des
Kohlenkraters das 'l'elephon bestrahlen konnte. Zwischen Lampe
und Telephon befand sich eine Glaslinse von 8 c m Offnung
und 18 cm Brennweite in einem Abvtande gleich 45 cm von
der Lampe. Der Abstand des Telephons war so gewahlt, da6
ein von der Linse erzeugter Lichtkreis gerade die freie Flache
der Telephonplatte bedeckte. Die Lampe, . die fur einen normalen Strom von 9 Amp. bestimmt ist, brannte, um hohe
Strahlungsintensitat zu erzielen, iiberlastet mit 11-12 Amp.
Der Strom wurde mittels Vorschaltwiderstandes reguliert, blieb
aber nicht ganz konstant.
Von den verschiedenen Versuchsreihen, die im Gange der
gefundenen Zahlen miteinander iibereinstimmen, mag hier eine
mitgeteilt werden, die ich fur die zuverlassigste halte. In der
folgenden Tabelle sind in der ersten Kolumne die au6er der
Lime zwischen dieser und dem Telephon vorhandenen absorbierenden und filtrierenden Zwischenmedien angegeben. Die
zweite Kolumne enthalt die Stiirke des der Lampe zugefiihrten
Stromes d als Mittel aus Anfangs- und Endwert fur eine
Beobachtung. Unter n ist der Grenzwert des multiplizierten
Skalenausschlages angefuhrt.
Zwischenmedium
Nichts . . . . . . . . . . . . . .
10 cm AlaunlGsung . . . . . . . . . .
10 cm Alaunlosung + 2 cm achwefela. Kupferoxyd-Ammoniak
. . . . . . . . .
10 cm Alaunlosung + 2 cm schwefels. Kupferoxyd-Ammoniak + 0,9 cm Ulviol . . . .
10 cm Alsunlosung + 0,9 cm Ulviol . . . .
Nichts . . . . . . . . . . . . . .
n
11,s
103,9
12,o
20,5
11,8
11,8
11,8
11,2
070
3,3
10i16
Der Wert deu Skalenausschlages gleich 103,9 ohne Filter
(vgl. Tabelle) sinkt nach Einschaltung vcn 10 cm Alaunlosung
auf 20,5. Das beweist, da6 der groBte Teil der Wirkung von
1630
0.Grotrian.
den ultraroten Strahlen herruhrt. Bei Hinzufiigung der Ulviolplatte, die nur auBerst wenig sichtbare Strahlen durchlaBt,
sinkt der Ausschlag auf 3,3, und .das la6t darauf schlietlen,
daB der zweitstarkste Teil der Wirkung den sichtbaren
Strahlen zukommt. Da6 durch das Uviolglas alle nicht ultravioletten Strahlen zuriickgehalten sind , kann nicht behauptet
werden. Jedenfalls gilt das nicht vollstandig fur die sichtbaren Strahlen, da das Auge beim Durchblicken durch die
Ulviolplatte das Licht der Bogenlampe schwach rot zu erkennen vermag. H i l t man auBerdem ein rotes Glas vor das
Auge, so erscheint die Lampe ebenfalls rot. Das Vorhandensein von ultravioletten Strahlen in dem Raume zwischen
Ulviolplatte und Telephon wird, wie zu erwarten ist, deutlich a n den dort zu beobachtenden Fluoreszenzerscheinungen
erkannt.
Die Schicht von schwefelsaurem Kupferoxyd-Ammoniak
reduziert den Skalenausschlag auf nur 0,8. Das Vorhandensein desselben ist trotz seiner Kleinheit noch sicher festzustellen. Ein Durchblick durch die Schicht nach der L a a p e
l5Bt diese in leuclitendem Blau erkennen, das aber durch
Vorschieben eines roten Glxses stark geschwacht wird.
Die Filterkombination Alaunlosung + schwefelsaures Kupferoxyd-Ammoniak + Ulviol 1aBt keinen Skalenausschlag mehr
erkennen. Der direkte Durchblick zeigt Spuren von Blau, die
durch rotes. gelbes oder ciunkelgrunes Glas vollstandig ausgeloscht werden. Ilagegen ist hinter den Filtern noch deutliche Fluoreszenz zu erkennen.
Die GroBe der ohne Zwischenmedium erhaltenen Skalenausschlage gestattet die SchluBfolgerung, datl ein Telephon
sehr wohl als Strahlungsmesser verwendet aerden kann.
Welche durch die Strahlung bedingte Gro6e man auf diese
Weise mi&, stelit allerdings vorerst noch nicht fest.
Die gefundenen Ergebnisse enthslten B’ingerzeige fiir das
Vorhandensein einer , wenn auch sehr geringen Wirkung der
ultravioletten Strahlen auf das Telephon. Will man versuchen, die B’rage moglichst entscheidend zu beantworten, so
mu6 man, wie bekannt, von dem Gebrauche von Strahlenfiltern absehen , vielmehr das zur Untersuchung bestimmte
Licht durch ein I’risma raumlich in seine Bestandteile zer-
#5irkung von Stralile?i
auf
das Telephon.
1631
legen. Die Herstellung eines scharfen Spektrums mittels
engen Spaltes bedingt angesichts der Kleinheit der zu erwartenden Wirkung zu schwache Strahlung, ist auch nicht
erforderlich. Es kommt hier nur darauf an, dab man in
einem dunklen Raume jenseits des Violett Fluoreszenzwirkungen
nachweisen kann, und es fragt sich, ob in diesem Raume
noch Wirkungen auf das Telephon erkennbar sind.
Versuche, die ich nach diesem Prinzip mit einer Quecksilberlampe, die ja viel Ultraviolett ausgibt, anstellte, fiihrten
zu keinem positiven Resultat. Spater wurde eine Bogenlampe
fur Projektionszwecke mit vertikal stehenden Kohlen benutzt.
Die Glaslinsen waren entfernt. Als obere Anode diente eine
Eisenlichtkohle, d. h. ein Kohlenstift mit eisenhaltigem Docht.
Eine Anzahl derselben von 14mm Durchmesser war von Gebriider S i e m e n s & Co. in Lichtenberg bei Berlin bezogen.
Die untere Kohle war eine gewohnliche Dochtkohle von
gleichem Durchmesser. Da der eisenhaltige Lichtbogen viel
ultraviolettes Licht enthalt und die Betriebsstromstarke zwischen
20 und 30 Amp. variierte, so war eine hohe Strahlungsmirkung
im Ultraviolett zu erwarten.
Vor der Lampe stand ein Quarzprisma, in dem die
optische Achse senkrecht zur brechenden Kante und parallel
zu der dieser gegeniiberliegenden Prismenflache verlauft. Nahe
vor dem Prisma stand eine Quarzlinse von 30cm Brennweite
und 5,3 cm Offnung. Auf einem Schirm wurde ein nicht reines
Spektrum entworfen. Dagegen war die Grenze desselben nach
der violetten Seite hin gut zu erkennen, und in dem Raunie
jenseits des Violett traten glanzende Fluoreszenzerscheinungen
auf, die durch Papier, das mit Chininsulfat bestrichen war,
sichtbar wurden. I n diesen Raum wurde die Telephonmembran gebracht, und es wurde nun wie friiher multipliziert.
Falsches Licht war dabei mit tunlichster Sorgfalt abgeblendet. Auch wurde, um einen etwaigen EinfluB desselben
zu eliminieren, das Telephon auBer in das Ultraviolett in den
unter dem Spektrum befindlichen Raum gebracht, um die
Differenzwirkung daraus abzuleiten. Letztere wiirde dann
allein von den ultravioletten Strahlen herriihren.
Bei dieser Versuchsanordnung haben sich deutlich zu
beobachtende Ausschlage ergeben. Aber dieselben sind sehr
1632
0. GTotrian.
WyTkung von 8tTafden auf das Teleahon.
klein und trotz aller Vorsichtsmabregeln konnten geringe
Xengen falschen Lichtes mitgewirkt haben. Hiernach muB
ich mich einstweileu mit der SchluBfolgerung begniigen daB
das Vorhandensein einer Wirkung ultravioletter Strahlen auf
das Telephon als recht wahrscheinlich zu betrachten ist.
Jedenfalls ist die Wirkung im Vergleich mit derjenigen der
ultraroten und sichtbaren Strahlen eine sehr kleine.
A a c h e n , Elektrotechnisches Institut, Oktober 1912.
(Eingegsngen 21. Oktober 1912.)
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