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Einfache Methode ein Galvanometer zu graduiren.

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624
0. Grotrian.
tung des Hrn. G l a z e b r o o k l ) , der fir das Verhaltniss zweier
Widerstandsrollen im J a h r e 1884 fand: 10 : 9,98335, wahrend
L o r d R s y l e i g h 1882 dafur 10: 9,98330 gefunden hatte, nicht
mehr als ausreichenden Beweis dafiir ansehen, dass beide
Rollen in ihrem Widerstande vollkommen ungeandert geblieben sind.
Ich glaube, so lange die Bedingungen der Unveranderlichkeit des Neusilberwiderstandes nicht durch aiisgiebigere
Versuche und Erfahrungen, festgestellt sind, wird man bei
Arbeiten, welche eine Gensuigkeit von 0,001 erfordern, immer
auf die Quecksilberwiderstinde recurriren und die benutzten
Neusilberrollen vor und nach der Arbeit mit jenen vergleichen
miissen. Fur die Verwendung in der Praxis dlirften dagegen
die hier in Frage kommenden Aenderungen der Neusilherwiderstilnde ohne grossere Bedeutung sein.
D a r m s t a d t , Marz 1887.
VI. Ehvfache Meth.ode, e i n Galvanometer x u
graduiren; von 0. GrotrCnn.
(Iliereu Taf. Y Flg. 6.)
Bei der Graduirung eines Galvanometers hat sich der
Verfasser kiirzlich eines Verfahrens bedient, welches nicht
bekannt zu sein scheint; denn dasselbe ist nicht enthalten
unter den Methoden, welche in G. W i e d e m a n n ’ s Werke:
Die Lehre von der Electricitat a ) l beschrieben sind. Das
Yerfahren mtige hier mitgetheilt werden, da. dasselbe bezliglich der Einfachheit und Genauigkeit den bereits bekannten
Methoden mindestens gleichstehen durfte.
Die Versuchsanordnung ist sehr iihnlich derjenigen bei
der bekannten Poggendorff’schen Compensatioa‘smethode.
Das zu graduirende Galvanometer G t , 8. Fig. 6, wird durch
~
.___
1) G l a z c b r o o k , Chem. News 60. p.258. 1884.
2) G. Wiedemarrn, Electricitat 3. p. 281. Braunschweig 1883.
625
Graduirung des Galvanometers.
einen kurzen dicken Draht, dessen Widerstand vernachllssigt
werden kann oder anderenfalls in Rechnung zu ziehen iet,
mit einem Rheostaten de verbunden in den Stromkreis A
einer Saule von der electromotorischen Kraft S eingeschaltet.
Die Leitung enthalt ausserdem einen veranderlichen Widerstand R,, der nur zur Stromregulirung dient und dtbher nicht
bekannt zu sein braucht. An die Verbindungsstellen a nnd b
des Galvanometers und des Rheostaten R mit der iibrigen
Leitung des Kreises A ist eine Zweigleitung B angelegt,
welche ein constantes Element oder eine constante Saule
von der electromotorischen Kraft E , ein empfindliches Galvanoskop G s und einen Stromunterbrecher enthalt. Das
Element E muss so eingeschaltet werden, dass gleichnamige
Pole von E und S mit a sowie mit b verbunden sind. Ausserdem muss E < S sein.
Durch den Rheostaten R wird so vie1 Widerstand T,,
eingeschaltet, dass in der Leitung a E G s b der Strom verschwindet. Man halt dieselbe nicht liingere Zeit geschlossen,
als zum Beobachten der Nadelstellung des Galvanoskops erforderlich iat. H a t man auf diese Weise das Element E
compensirt, so ist die Potentialdifferenz in a uud b gleich E.
Der Regulirwiderstand in R, sei zunachst so gewahlt,
dass die Intensit% J, des in dem Kreise A fliessenden Stromes gleich derjenigen sei, fur welche das Instrument bereits
geaicht ist (z. B. durch Vergleichung mit einem Voltameter).
Bezeichnet dann a, den am Galvanometer abgelesenen Winkel, g den Galvanometerwiderstand, so ist :
Wird nun bei einer anderen unbekannten Stromsarke J,,
fur welche der Winkel u1 abgelesen sei, das Element aberals compensirt, und bezeichnet r , den fur diesen Fall in R
ingeschalteten Widerstand, so ist:
t
Dit nun: E = J,(g
+
in Zahlen bestimmt.
A m . d. Pliys.
U.
Chem. N. F. XXXI.
T ~ ) , SO
ist:
J 1 -- J 0 st2
9 -I-p1
40
636
0. Grotrian.
Benutzt man als Regulirwiderstand R, eiuen Stiipselrheostaten, so gelingt es im allgemeinen nicht, die Kadel in
Gs auf Null zu bringen. Man beobachtet dann bei etwas
zu grossem und etwas zu kleinem Widerstande in R, und
interpolirt aus den beiden am Galvanometer und Galvanoskop
abgelesenen W inkeln denjenigen Winkel fur das Galvanometer, welcher der Nullstellung des Galvanoskops entspricht.
Urn die in diesem Falle im Zweige B auftretenden schwachen
Strome der Empfindlichkeit des Galvanoskops anznpassen,
wird man zweckmassig in den Zweig B einen Regulirwiderstand R, einschalten.
Bei dem beschriebenen Graduirungsverfahren sind Fehler
infolge von Variationen der electromotorischen Kraft ausgeschlossen. Denn diese sind bei einem nahezu stromlosen
constanten Elemente , welches nur kurze Zeit geschlossen
wird, an sich von minimalem Betrage und konnen nothigenfalls leicht beriicksichtigt werden, dadurch, dass man zwisclien
don einzelnen Beobachtungen die erste yon Zeit zu Zeit
wiederholt.
Um iiber die Brauchbarkeit des Compensationsverfahrens
ein Urtheil zu gewinnen, wurde dasselbe auf ein Siemens’sches Torsionsgalvanometer angewandt. Es war E = 1 Daniell, S = 2 Daniell. Als Gslvanoskop diente dasjenige eines
S i e m e n s’schen Universalgalvanometers. Spater wurden die
Angaben des Torsionsgalvanometers verglichen mit denen
eines aperiodischen Spiegelgalvanometers von S i e m e n s , welches iriit passendem Nebenschluss versehen mit dem Torsionsgalvanometer in denselben Stromkreis eingeschaltet war.
In den beiden folgenden Tabellen sind die Ergebnise
beider Versuchsmethoden zusammengestellt.
T a b e l l e I.
Coin p e n s a t i o n s vc r f a h r e n.
-
-
-
26,24
49,20
75,28
94,1.->
.
1
I
,
--0,02
-0,18
-0'10
-0,lti
- - -
I
I
-
42 Ohm
2 2 I,
14 7,
11 1,
-- -
125,36
150,60
161,44
I
I
*O,OU
-0,13
-0,21
1
I
I
b 0hn1
6,5 3,
6
7,
627
Gratluirung des Galvanometers.
T a b e l l e 11.
V e r g lei ch u n g m i t d c m Spi e g e 1 g a 1 van o m e t e r.
____
__
l d n
-..-
n
~
2.5,22
49,25
74,97
1
74,97
100,08
125,14
150,12
l59,94
I
I
1
I
1
;
I
I
i
'
I
%cp
-.
-0,12 I
91,72 I 2O 22' 12" 1 0,04139
0,05089
-0,19
180,12 I 4 37 28
-0,25 I 276,75 I 7 1 25 I 0,12320
Anderer S e b ensc h luss.
--U,25 1 123,35 i 3' 10' 54" I 0,05559
-0,03
165,58 I 4 15 25
0,07443
3=0,00
207,75
5 19 7
0,09310
0,11156
-0,16
249,91 I 6 21 57
-0,45 , 2(i6,23 , G 4G 0
0,11865
... -.
~~
-
.-
..
I
I
I
I
,
Die mit u uberschriebene Columne in Tab. I enthalt die
Angaben des Torsionsgalvanometers , die der Nullstellung
des Galvanoskops entsprechen. Dieselben sind durch Interpolation (9. oben) erhalten. Die zweite Decirnale ist noch
angegeben, da bei der Ablesung am Galvanometer zwanzigstel Doppelgrade geschatzt wurden. I n der dritten Columne
sind unter r die Widerstiinde angegeben, welche im Rheostaten R eingeschaltet waren. Fiir den zu r zu addirenden
Galvanometerwiderstand war 'g = 0,99 Ohm in die Rechnung
einzufuhren, wie sich durch eine Vergleichung desselben rnit
dein Widerstandskasten R ergab. Die Reihe unter du enthalt die Correctionen, welche zu den abgelesenen Winkeln u
hinzuzufhgen sind , sodass ilas Verhaltniss der corrigirten
Winkel zugleich dttsjenige cler Stromstarken darstellt. Da
eine Vergleichung des Torsionsgalvanometers mit einem
Voltameter nicht vorgenommen war, so wurde die Berechnung unter der Annahme durchgefiihrt, dass die Correction
fur QS = 125 gleich Null sei.
I n Tab. I1 haben die mit QS und d u iiberschriebeneu
Zahlen dieselbe Bedeutung wie in I. Auch hier sind.die
d u unter der Voraussetzung A u = 0 fur u = 125 berechnet.
Unter n ist der Scalenausschlag des Spiegelgalvanometers
als Mittelwerth von mindestens sechs Ausschlagen angegeben.
Ein Fehler infolge ungenauer Einstellung der Multiplicatorwindungen in den magnetischen Meridian ist nicht darin
enthalten, da der 8trom im Spiegelgalvanometer bei jeder
40 *
628
0. Grotrian.
Beobachtung commutirt wurde. Unter 4p sind die Ablenkungswinkel angefuhrt, in bekannter Weise aus n und dem
Abstande zwischen Spiegel und Scala gleich 1106,l Scalentheilen berechnet. Die Columne unter tg 'p liefert endlich
die relativen Werthe der Stromstarke.
Die in Tab. I1 mitgetheilten Zahlen sind bei Anwendung
von zwei verschiedenen Nebenschllissen des Spiegelgalvanometers erhalten. Die Correctionen far u = 25,22 und 49,25
liessen sich in leicht ersichtlicher Weise berechnen, da fur
a = 74,97 (bei zufalliger Gleichheit der Zahlen bis auf die
zweite Decimale) Beobachtungen mit beiden Nebenschlussen
angestellt waren.
I n Tab. I11 sind endlich die nach beiden Methoden
erhaltenen Correctionen beAogen auf abgerundete Werthe
der u zusammengestellt.
T a b e l l e 111.
__
_____
1
2 __I--
____
A 1x1
1
;:
125
I
~
I
150
160
I
-0,02
- 0,18
-0,lO
-0,ln
rt0,OO
-0,13
-0,20
'
1_ dcx,-Jn,
--
dtx2-_
-r
1
-
25
50
--
~
Camp.- Vergleichung
Verfahren I m. d. sp.-G.
I
I
I
--0,12-0,19
--0,25
-0,03
f0,OO
-0,16
-0,45
I--
I
I
I
I
-
0,lO
=0,01
-0,15
+0,10
&0,00
0,03
10,25
I n der letzten Columne sind unter ACC,
- Act, die Differenzen der Correctionen angegeben. Da die Abweichungen
hochstens den Betrag 0,25 erreichon, im Mittel sich aber auf
0,l belaufen, so diirfte damit die Brauchbarkeit des Compensationsverfahren erwiesen sein. Die Differenz von 0,25 bei
u =: 160 kann durch ein ungiinstiges Zusammenwirken der
Beobachtungsfehler im Betrage von 0,06 in jedem der beiden
cc von 0,15O bei der Ablesung des Galvanoskops und von
0,15 Scalentheilen entstanden sein.
Ein fur manche Fkille wichtiger Vorzug des beschriebenen Verfahrens gegeniiber der Vergleichung mit dem Spiegelgalvanometer liegt tlarin, dass sich dasselbe auch in
Graduining des Galvanometers.
629
Raumen ausfuhren 15isst, welche massigen Erschtitterungen
ausgesetzt sind. Ausserdem darf die Compensationsmethode
d s relativ einfach bezeiohnet werden, da dieselbe die mit
einigen Unistandlichkeiten verbundene Aufstellung eines Spiegelinstrumentes nicht erfordert.
A a c h e n , im April 1587.
VII. U e b c ~rZde Pl,asen,iindervcn~g des LBcJates bei
d e Reflexion
~
icnd MethocZem z u r Dickenbestdrnmun8gdunjner BICittchen; won O t t o W i em er .
(Wlerzu Tar. V Pig. 7-19.)
Die optischen Eigenschaften durchsichtiger MetallblBttchen
haben fur die Theorie des Lichtes ein grosses Interesse und
bieten dem Experimente noch ein weites Feld zur Ermittlung
neuer Thatsachen. Von Herrn Professor K u n d t angeregt,
die Absorption des Lichtes in dunnen Metallschichten zu unt,ersuchen, vermisste ich in den bisher dariiber vorhandenen Arbeiten einc allgemeine, d. h. auf alle Metalle anwendbare und
genaue Methode, die Dicke dieser Schichten zu bestimmen.
Da aber eine solche die wesentliche Voraussetzung zur Feststellung des absoluten Betrages der Absorption bildet, so war
es meine nachste Aufgabe, eine derartige Methode aufzusuchen.
Die Ergebnisse meiner diesbezuglichen Bemubungen bilden den
ersten Theil der vorliegenden Arbeit (Abschnitt I und 11).
Der zweite Theil (Abschnitt 111-V) handelt iiber die
Phasenanderung des reflectirten Lichtes und entstand Schritt
fur Schritt aus dem ersten. Eine gosse Schwierigkeit namlich,
welche sich bei den Dickenbestimmungen entgegenstellt, besteht
in der Veranderlichkeit der Phasenanderung, welche das Licht
bei Reflexion an diinnen Metallschichten erleidet. Geringe,
scliwer zu verhutende VerunreiniguAgen des Metalles sind hiervon nicht die alleinige Ursache; die Phasenanderung hangt
auch von der Dicke der Schicht ab. Dieser Umstand fdhrte
zunachst zu der Frage: Welches ist der Gang der Phasen-
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