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Erwiderung auf die Bemerkungen des Hrn. Dorn gegen die Brauchbarkeit des Depolarisators bei electrischen Polarisationsbestimmungen

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E. Edlund.
149
Die grossen Abweichungen, welche das Verfahren von
8.u i n c k e an verschiedenen Exemplaren deaselben Kiirpere
eigeben hat, haben sich demnach bei der Bestimmung im
Schwefelkohlenatoff nicht beetiitigt.
W i i r z b u r g , Phys. Labor., 26. Oct. 1880.
X I . EruMemcng auj*die Bemerkungen d a
H m . D o m gegm d b BrauchbarMt des Depohris a t o r s &ed electA8chm P o Z a & ~ t h m u n g e n ;
v m E. E d l u n d .
Bei seiner Untersuchung iiber die beim Stromen der
Fliissigkeiten durch Riihren entstehenden electrischen Striime
hat Herr Dornl) gefunden, dass die electromotorische Kraft
dieser Strame dem Durchmesser der Rahre umgekehrt proportional ist, wiihrend nach meinen Versuchen dieselbe in
umgekehrtem Verhiiltnisse zu dem Quadrat des Durchmessers
stehen soll. Die Ursache dieser Verechiedenheit der beiden
Resultate soll nach Herrn D o rn moglicherweise darin liegea
dass der von mir fur Beatimmung der Polarisation benutzte
Depolarisator zu drei verschiedenen Fehlern, die auf mein
Versuchsresultat eingewirkt haben, Veranlassung gegebem
hat. Herr D o r n hat an einem nach meiner Beschreibung
angefertigten Depolariaator gefunden , dam die zwiechen die
beiden Mesaingecheiben eingeaetzte Buchebaumacheibe nioht
vollstlindig iaolirte, weshalb er dieselbe durch eine Scheibe
von Ebonit ersetzte, und er schloee daraus, dass der gleiche
Fehler auch bei meinem Instrument mbglicherweise rorhanden
wiire. Zweitens bemerkt Herr D o r n , dass beim Oeffnen
und Schlieaaen des polariairenden Stromea durch den Depolarisator in den Galvanometerwindungen Extraetrbme entstehen, von welchen jedoch nur die &hliesaungeetrBme zur
Entwickelung kommen. Der Einfluaa dieeer Schliegeungs1)
Dorn, W i d . Am. 9. p.513. 1880; 10. p. Is. 1880.
150
E. Edlund.
sfrbme wird nm so grbaser sein, je grbeser die Umdrehungsgeschwindigkeit der Depolarisatorscheibe, und j e geringer
der Wideretand der Leitungsbahn ist. Wenn man mit dem
Depolarisator die Grbsse der Polarisation in zwei Wasserrbhren, die eine verschiedene Dicke haben aber fibrigens
vollltommen gleich sind, untereucht, 80 wird folglich der
Einflues des Schliessungsstromes grbseer in der weitern
Rbhre, wodurch bei Bestimmung der Polarisation ein Fehler
entateht; und drittens sollen im Depolarisator Ladungserscheinungen vorkommen, wodurch die Stgrke des Stromes
vergrbssert wird. Der Einlluss der Ladung wgchst natilrlich mit der Geschwindigkeit der Depolarisatorscheibe und
mit der electromotorischen =aft der benutzten Kette. Der
hierdurch entatandene Fehler in der Mesaung der Polarieation wirkt in dereelben Richtung, wie der durch den
Schliessungeetrom verursachte und kann ebenfalls d a m beit r a p , die Verschiedenheit der Versuchsresultate zu erklgren.
Es ist aber die Frage, ob dieae Fehlerquellen irgend
eiaen E i d u a s auf meine Versuche wirklich ausgeilbt haben.
Vor der eraten Benutzung des Depolarisators verdiumte
ich nicht, dies zu prfifen, und ich fand dabei unter anderem,
dass er gut isolirte. Dieselbe Eigenachaft hat er bie jetzt,
lange Zeit nach seiner Anwendung, vollstbdig beibehalten.
Hierin liegt also nicht die Ursache der Verschiedenheit
zwiechen Eerrn D orn’s und meinen Versuchsrwultaten.
Weil es sich nicht mit Bestimmtheit voraussehen Iiess,
wie vielmal in der Secunde der Strom seine Richtung
wechseln musate, damit die ganze Polarisation verschwhde,
m d e bei der Construction dea Depolarisators die Kurbel
nicht direct auf die Axe der Depolariaatorscheibe geeetzt,
sondern die Umdrehung geschah mit Htllfe eines Zahnradee,
auf deeaen Axe die Kurbel befestigt war. Die Scheibe machte
fanf Umdrehungen, wghrend die Kurbel einmal hernmgemhrt wurde. Da es aich aber bald zeigte, dass eine grosse
Geschwindigkeit der 8cheibe ganz unniltz war and fibrigens
mehrere Uebelatande herbeihhrte, wurde die Kurbel auf die
Axe der Scheibe gesetzt und nur einmal in der Secunde mit
der Hand herumgeahrt. B e i a l l e n meinen von H e r r n
E. FAlud
151
Darn k r i t i s i r t e n V e r s u c h e n wechselte auf diese
W e i s e d e r S t r o m n u r 2 4 ma1 i n d e r Becunde s e i n e
R i c h t u n g. Bei Bestimmung dee Eidussea der Extrastriime
und der Ladung wandte Herr D o r n dagegen 120 bis 240
Stromwechsel in der Secunde an, und da der fragliche Einflues mit der Anzahl der Stromwechsel sehr vergrbesert wird,
b s t es eich leicht nachweisen, daee derselbe bei meinen
Verauchen ohne alle Bedeutung war, ungeachtet Herr D o r n
denaelben beobachten konnte.
Um zu zeigen, daaa keine permanente Polarisation, das
heisst eine solche, welche einen Strom von unveriinderter
Richtung verursacht, in einer Wasserrahre entatehe, worin
der polarisirende Strom 24 ma1 in der Secunde seine Bichtung wechselt , wurde folgende Vereuchsreihe genau ausgefiihrt : Die beiden Leitungsdrghte eines Daniell'schen Elementes wurden mit den beiden Messingscheiben des Depolarisatora verbunden und die beiden schleifenden Federn
des letztern mit den Galvanometerleitungen. Wghrend die
Depolarisatorscheibe einmal in der Secunde herumgedreht
wurde, wechselte also der Strom in den Galvanometerwindungen seine Bichtung 24 ma1 in derselben Zeit. Obgleich
der Strom so stark war, dass er einen Ausschlag von 400
Scalentheilen venugachte, ,verblieb doch die Magnetnadel
vollkommen in Ruhe. Damach wurde eine Wasserrahre
mit Electroden von Gold (DrHhte von 2 mm Durchmesser)
in einen der Leitungsdrbhte zwischen dem Galvanometer
und dem Depolarisator eingeschaltet. In dieser RBhre wechselte also der Strom wghrend der Umdrehung der Depolarisatorscheibe 24 ma1 in der Secunde seine Richtung. Wenn
nun die Electroden in der Waseerrbhre eine permanente
Polarisation erhalten hlitten, so wllrde die Magnetnadel einen
Ausschlag geeeigt haben, aber sie verblieb in derselben Lage,
wie ohne Strom. Da man weniger als einen halben Scalentheil schstzen konnte, kann ich also behaupten, dass der Polarisationsstrom nicht 'I8 Procent von dem polarieirenden Strome
ausmachte. W e n n die Electroden einander so nahe gebracht
waren, daes der Wideretand nicht mehr ala 10000 Ohmads
erreichte, schien die Magnetnadel sich ein wenig zu bewegen;
E. Mud.
152
aber 80 kleine Widerstiinde h e n bei meiner Unterauchung
nicht vor. Uebrigens muss man bedenken, dash wenn auch
eine permanente Polariaation entstanden w b e , dieses doch
keinen E i d u s s auf die Magnetnadel hatte ausiiben konnen,
weil der Polarisatiomtrom durch den Depolarisstor umgekehrt wurde.
Es kbnnte aber mbglich sein, dass die Electroden wirklich polarisirt werden, dase aber diese Polariaation gleichzeitig mit dem polarisirenden Strom ihre Richtung verudert.
Die Existenz einer solchen Polarisation wird durch den angefithrten Versuch nicht widerlegt. Urn zu beweisen, dass
sowohl eine Polarisation dieser Art, wie auch die genannten
Extraetrome nicht den geringsten Einflnss auf meine Untersuchung hatten, wurde folgende Anordnnng getroffen.
Der eine Pol eines Daniell’schen Elements wurde direct
rnit dem einen Leitungsdraht des Galvanometers, der andere
Pol mit der einen und der andere Galvanometerdraht mit
der andern Messingscheibe des Depolarisators verbunden.
Z wischen den beiden schleifenden Federn des Depolarisators
wurde eine Wasserrohre, die drei mit Goldelectroden versehene Seitenrohren hatte , eingeschaltet. Bei Umdrehung
der Depolarisatorscheibe floss der Strom in den Galvanometerwindungen bestandig in derselben Richtung , wogegen
er in der Wasserrohre 24 ma1 in der Secunde seine Richtung wechselte. Der Widerstand des Wassers zwischen je
zwei Electroden war so gross, dass, imvergleich damit, der
tibrige Widerstand in der Leitung vernachlgasigt werden
konnte.
Nehmen wir an, dass der Einfiusa der Extraetrome und
der Polarisation auf die Stromstgrke gleich Null sei, so erhalten wir, wenn der Widerstand zwischen der ersten und
zweiten und zwischen dieaer und der dritten Electrode resp.
rnit m und m, und die electromotorische Kraft des Elements
rnit E bezeichnet werden, ftir die Stromstsrken in den drei
B U e n:
J=E*
m’
J1- E
n,
und Jll=- E
- -
~
m f m1
=---JJ, ’
J f J,
E. Edlund.
153
Wenn die Einwirkung der ExtrastrBme und der Polariaation
unmerklich iet, wird also der mit Anwendung der zwei
Bussersten Electroden erhaltene Strom gleich dem Product
der zwei anderen Striime, dividirt durch ihre Summe.
Dieses Verhiiltnisa findet aber nicht statt, wenn die
Extrastriime und die Polarisation eine merkliche Verhderung der Stromstgrke veruraachen. Wenn, wie eben erwghnt.
die Strbme, die ohne Polarisation und Extraatriime etattAnden, reap. mit J, J1 und Jll bezeichnet werden, so kann
man, wenn 4 eine Constante bedeutet, die electromotorieche
Kraft der Induction in den drei F U e n durch 4 J,4 J1 und
R, Jll ausdrUcken. Wie ich schon vorher bewiesen habe, ist
fiir schwache Strome von kurzer Dauer die electromotorische
Krztft der Polarisation der polarieirenden Stromstiirke proportional und kann deswegen, wenn &* eine andere Constante iat. mit k,,.& hlJ1und hlJll bezeichnet werden. W e n n
i,i, und G1 die beobachteten Stromstiirken bedeuten, und
+ Rll gleich R gesetzt witd, erhiilt man also:
1
.
E-kJ.
= __m
7
'1
=
I?-kJ,
"1 -
und
E-kJl
ill = -
9
m
+ m,
woraus:
Wenn dae rechte W e d der letzten Gleichung gleich
i i , , ( i + il) sein soll, so muss entweder k gleich Null sein oder
Jll i + Jlli, = Jil + J1i. Die letzte Annahme ist aber unmaglich, weil Jll immer kleiner als J oder J1 ist. Wenn
daher die Beobachtungen zeigen, daas der bei Anwendung
der zwei liusaersten Electroden erhaltens Strom gleich ist
dem Product aue den zwei anderen Stramen, dividirt durch
ihre Summe, 80 iet dies ein schlagender Beweis, daas R gleich
Null gesetzt werden kann, d. h. dass die Einwirkung der
Ertraatrome und der Polarieation ganz unmerklich ist.
Ton den angeetellten Versuchen mbgen die folgenden
angefuhrt werden:
V e r s u c h 1. Die Weite der Qlasrbhre war ungefir
5 m m , der Abstand zwischen den &inseersten Electroden
280 mm. Diese bestanden aus 2 mm dicken GolddrHhten.
E. lGidlUd
154
Destillirtes Wasser. Die Beobachtungen gaben im Mittel:
i = 126,7; i, =69,4 und
44,75. Ee ist iiJ(i 4)= 44,84.
+
V e r s u c h 2. Dieselbe €&hre, aber neues Wasser. Man
erhielt: i = 144,7; 4 = 79,15 und &P 52,l. Die Berechnung
gibt iiJi
4) = 51,2.
+
V e r s u c h 3. Der Unterschied der Abstlinde zwischen
der ersten und der aweiten, und zwischen d i e m und der
dritten Electrode war geringer als im vorhergehenden FalL
Die Beobachtungen gaben: i = 64,85;4 74,3nnd 4l = 35,2.
Durch Berechnung erhlrlt man iiJ(i + 4) = 34,63.
Der Untemhied zwischen den beobachteten und berechneten Zahlen liegt innerhalb der Grenzen der Beobachtungs fehler.
Bei der Unterauchung fiber die Ladungserscheinungen
benutzte Hr.D o r n zwei Daniell’sche Elemente mit ungetheiltem Strom, und die Anzahl der Stromwechsel betrug
120 bis 240 in der 8ecunde. Bei meinen Verauchen tiber
den Einfluss der Weite der R6hre auf die electromotorische
Kraft wurde dagegen nur ein Theil des Stromes von einem
einzigen Daniell’schen Element angewandt, und die Anzahl
der Stromwechsel w a r nicht mehr ale 24. Weil die Ladung
mit der electromotorischen =aft und der Anzahl der Stromwecheel zunimmt, 80 muss dieselbe bei meinen Versuchen
vie1 geringer ah bei denen‘ des Hrn. D o r n geweeen sein.
Dass die Ladungeerscheinungen bei meiner Untersuchung
ganz unmerklich waren, geht aus den oben angeflUwten Versuchen nnaweideutig hervor. Nach Hm.D o r n wirkt die
Ladung a d dieselbe Weiee, wie die Extraatr6me bei der
Stromschliessung, d. h. die Ausschliige werden fbr grbssere
Widerst&.de zu gross. Wenn also die Ladung merklich
gewesen wRHTe, m d e Berechnung und Beobachtung miteinander nicht in Uebereinstimmung sein.
Aue dem AngeWuten folgt, dass keine der von Hrn.
Do r n vermutheten Fehlerqudllen a d meine Versuche irgend
einen Einflnes ausgeflbt hat, weshalb die von ihm gegebene
ErklHmng der von uns erhaltenen verschiedenen Resultate
keineswege die ricbtige aein h ~ .
ip
W. C! Rontgen.
155
Es friigt sich nun aber, wo die wahre Uraache dieser
Verachiedenheit zu suchen sei. Ohne mir zuzutrauen, eine
bestimmte Antwort darauf geben zu kbnnen, will ich doch die
Aufmerhamkeit auf dns folgende Verhdtniae hidenken.
Man ist allgemein darliber einig, daee filr capillare
RBhren die fiagliche electromotorische Kraft vom Durchmesser unabhbgig ist, dass aber ftir weitere Rbhren die
GrBsse dieaer Kraft cet. par. von der Weite der Rbhre
abhiingt. Ee gibt aber keine besthmte Grenze zwischen
capillaren und weiteren RBhren, und es ist deswegen unmoglich, im voraus m sagen, bei welcher Weite diese Abhbgigkeit erst sich zu zeigen beginnt. Man muss annehmen,
dass dieae Abhgngigkeit allmiihlich mit der Weite der RBhren
zunimmt. Bei meinen Untersuchungen hatte keine der
angewandten RBhren einen Durchmesser. der kleiner als
3,2 mm war, wghrend unter den 14 von Hrn. D o r n fiir
denselben Zweck benutzten RBhren sich nur 4 vorfanden,
deren Dnrchmesser diese Grenze Oberstieg. Es scheint mir
moglich, dass der Unterschied zwischen den von Hrn.D o r n
und mir erhaltenen Versuchsresultaten auf diese einfache
Weise erklert werden konne. Hr. D o r n bemerkt auch
selbst, dass sein Resultat nur die Bedeutung eines empirischen Gesetzea fiir die bei den Versuchen vorhandenen
Rohrendimensionen hat, und dass in mehreren F a e n die
Versuche mit den weiteren Rbhren mit denen ‘mit den
engeren angeatellten nicht gut iibereinstimmten.
XIII.
-
U&
T h e , wezcb *Ch
Be.stTamw &raee cJ.(LdcB e n t s t w ;
20
w. c. R 6 m t g c m .
(AM dem XX. Ber. des Oberh. Qw. fth. Natur- u. Heilkunde.)
Seit Mngerer Zeit bediene ich mich in meinen Vorlesungen tiber Experimentalphysik dea folgenden Apparates,
um die versahiedene Fihigkeit der Gase, Wbmestrahlen zu
absorbiren, in einfacher Weise sichtbar zn machen.
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