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Fig. 2.
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Tageblatt der Versammlung Deutscher Naturforscher undAerzte
Gesellschaft Deutscher Naturforscher und Ärzte. Versammlung - , j.
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HARVARD UNIVERSITY.
LIBRARY
OF THE
MÜ8EÜM OF OOMFABATIVE ZOÖLOGT.
oiFT or ALEX. AGASSI Z.
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YERHÄNDLUNGEN
DER
GESELLSGH&FT DEUTSCHER NATUIIFORSGHEK
UND ÄRZTE.
63. VERSAMMLUNG ZU BREMEN
15.— 20. SEPTEMBER 1890.
HERAUSGEGEBEN IM AUFTRÄ.aB DES VORSTANDES
VON D£M GENKRALSECBETÄB
Dr. OSCAB LAS SAB.
ZWEITER THEIL.
Abtheilungs-Sitzungen.
LEIPZIG,
VERLAG VON P.O. W.VOGEL. 1891.
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Inhaltsverzeiclmiss.
I. Abtheilung fBr Mathematik und Astronomie. g^^^^
Study- Marburg: Ueber die Bewegungen des Raumes 4
6 ordan- Erlangen: üeber Begriff und Eigenschaften der Differentialinvarianten ;
ihr Zusammenhang mit den gewöhnlichen Invarianten 4
Klein -Göttingen: Ueber die Nullstellen der hjrpergeometrischen Reihe . ... 4 Schröder- Karlsruhe: Neueres über Bemouilli^sche Functionen von nattürlicher
Ordnungszahl 5
Lampe- Berun: Einrichtungen im Jahrbuch über die Fortschritte der Mathematik 6 Rodenberg- Hannover : üeber Polbestimmung in Yerzweigungslagen z wangl&ufig
bewegter starrer Systeme 6
Schröder- Karlsruhe: 0 eher bestimmte Integrale, die sich rational durch n und
lg 2 ausdracken 8
Web er -Marburg: Ueber eine das Potential elektrischer Ströme betreffende
Aufgabe 9
Meyer-Clausthal: Ueber das Princip des Projicirens in der Eliminationstheorie 9 Hilbert- Königsberg i. Pr.: Ueber die stetige Abbildung einer Linie auf ein
FlÄchenstück 11
Minkowski- Bonn: Beweis, dass jede Discriminante eine von Eins verschiedene
Zahl ist 13
Cantor- Halle: Ueber gewisse Gesichtspunkte, welche sich fOrdie arithmetische
Untersuchung der Bemouilli*schen Zahlen aus der Theorie der endlichen
Ordnungstypen ergeben 13
II. AbtheUung für Physik.
M ftUer- Erzbach-Bremen: Ueber die Verdampfung als Mittel der W&rmemessung 16 Müller- Erzbach-Bremen: Ueber die Bestimmung des Dampfdrucks aus der Ge- schwindigkeit der Verdampfung 18
Blasius- Philadelphia: Ueber Tornados Nordamerikas, ihre Entstehung, Ent- wicklung und Auflösung 20
Grosse-Vegesack: Ueber Prismen zur Polarisation des Lichtes 33
Neumayer- Hamburg: Ueber erdmagnetische Landesvermessung 36
Weber-Mtlnchen: f^ne neue Methode zur genauen Messung aer magnetischen
Inclination 40
Wittwer-Regensburg: Beitr&ge zur Aetherlehre 41
Lecher- Wien: Ueber experimentelle Darstellung elektrischer Besonanzerschel-
nungen 42
Runge-Hannover: Ueber die Spectra der Alkalien und alkalischen Erden . . 42 Lepsi US- Frankfurt a/M.: Ueber die Einwirkung des elektrischen Lichtbogens
auf Gase und Fltlssigkeiten 42
Elster-WolfenbQttel: Nene llichtelektrische Versuche. (Dazu Bemerkung des
Herrn Richarz-Bonn.) 43
Wien -Charlottenburg: Die gegenwärtige Lage der Energielehre 45
Geitel-Wolfenbattel: Photometrie der ultravioletten Strahlung der Sonne . . 50 Archenhold- Berlin- Gharlottenburg: Ueber die Bewölkungsgrösse des Nacht-
aels und ihre Registrirung 50
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lY Inhaltsverzeichniss.
Seit«
Neesen- Berlin: Ueber die Wäimeerzeugung in Geissler'scben Röhren ... 51 Quincke -Heidelberg: Neue Apparate fClr physikalische Uebungen im Labora- torium 53
H&pke -Bremen: Zur Geschiebte der Erfindung des elektrischen Telegraphen. 53
Nernst-G^ttiugen: Theorie der elektrolytischen Thermoketten 54
Kernst und Drude -Göttinnen: Ueber geschmolzenes Wismut im Magnetfelde 54 Des Goudres- Leipzig : Ueber eine Methode zum Studium der Interdiffusion Yon
Metallen 54
A rchenh Ol d - Berlin- Gbarlottenburg: Ueber das Photographiren der Stern- schnuppen 55
IIL Abtheilong fOr Chemie.
Wi 11 g er od t- Freiburg i. B.: a) Ueber Nitrohydrazo- und HydronitroazoTerbin-
dungen • 57
b) Stereochemische Betrachtungen Aber Verbindungen der Elemente der
Stickstoffgruppe . . . . ' 66
Wink 1er -Freiberg i. Sachsen: Beziehungen zwischen Magnesium und Wasser- stoff 84
Mal 1er -Erzbach- Bremen: Volumsabnahme durch das Ausscheiden des Wassers
aus wasserhaltigen Verbindungen und die begleitende Dampfspannung . . 87
Abbe- Jena: Ueber Messapparate fOr Physiker 88
Löwen herz -Gbarlottenburg: Ueber die Prüfung von Thermometern in Tempe- raturen bis zu 300® 90
Lummer- Berlin: Ueber einiges Neue aus der Photometrie. 92 Weber- Kiel: Ueber Umgestaltung des Milchglasplattenphotometers fOr einige
specielle photometrische Aufgaben 93
T 0 1 1 e n s und W ig a n d - Göttingen : Ueber den Penta-Erythrit, einen aus Formal- dehyd und Acetaldehyd synthetisch hersestellten 4-werthigen Alkohol . . 95 Kehrmann -Aachen: Ueber Beziehungen der Euchodine zu denlndulinen und
Saffiraninen : 96
Janke- Bremen: Beiträge zur Kenntniss der Zersetzungsproducte eiweiss- und
fetthaltiger Substanzen 99
Erlenmeyer- Bonn: Zur Kenntniss der Gondensationsyorg&nge 101
Traube- Hannover: a) Ueber GapiUarit&tsconstanten von Lösungen .... 102
b) Bemerkungen über einige Beobachtungen bei hoben Drucken .... 103
Lepsius- Frankfurt a./Main: Ueber einige Thalliumverbindun|en 103
Freund -Berlin: Ueber die Gonstitution der sogenannten Garbizine .... 104
Meyerh offer- Amsterdam: Ueber Gupridoppelsalze und Molekülverbindungen 105
Gurtius-Kiel: StickstofiwasserstoffiB&ure (Azoimid) NsH 107
IT. Abtheilung fOr Botanik.
Sole reder -München: Ueber die systematische Stellung der Gaertnereen . . 109 Müll er -Berlin: Vorkommen, Anordnung, Form und Entstehung der in den
Elementen des Holzes und der Rinde der Goniferen vorkommenden Balken
(trabeculae) 111
Klebahn- Bremen: Ueber die Keimung von Glosterium und Gosmarium . . . 111 Buchen au- Bremen: Ueber den Bau des Palmietschilfes (Prionium serratum
Dr^ge) 112
Zimmermann- Tübingen: Ueber Krystalloide in den Zellkernen der Phanero-
gamen 112
Heydrich-Langensalza: Ueber Mittelmeer-Algen 112
Buchenau -Bremen: Ueber Entstehung einer sehr abweichenden Blattform an
einem Exemplar der Hainbuche 113
Zacharias-Strassburg i. E.: Ueber Bildung und Wachsthum der Zellhaut bei
den Wurzelhaaren von Ghara foetida 113
Eber dt- Berlin: Ueber die Entstehung der Stärke in chlorophyllführenden und
chlorophyllfreien Theilen phanerogamer Pflanzen 115
Karsten-Kostock: Ueber die Rhizophorenwaldungen im malaiischen Archipel 115
Buchen au- Bremen: Ueber die Geschlechtsverbältnisse bei den Juncaceen 115
Kleb ahn -Bremen: Ueber eine lebende Topfpflanze von Pinus Strobus L. . . 115
Müller- Berlin: Blattstiele von Heracleum- Arten 116
Möller- Greifswald: Präparate der Frankia subtilis Brunch 116
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Inhaltsyerzeichniss. Y
y. Abtheilang fttr Zoologie. seito
Blasins-BrauDschweig: Mamma] ogische Mittheilungen 118
Zacharias- Hirschberg (Schi.): a) Ueber die biologische Station am Plöner See 120
b) Ueber die Verwendung von Eisensalzen zur Sichtbarmachung feinster
Zellstmcturen . . • 121
D ah 1- Kiel: Ueber die Landfauna der von der Plankton- Expedition berfihrten
Inseln 122
PI ate- Marburg: Die Anatomie der Gattungen Daudebardia und Testacella . 123 Pfeffer- Hamburg: Ueber den Ursprung und die gegenseitigen Beziehungen der
jetzigen Faunen des Meeres und süssen Wassers 124
Mi es- Köln: Ueber das Gehirngewicht einiger Thiere 126
Griesbach-Basel: Ueber das Blut der acephalen Mollusken 131
Krebs -Altena: Ueber augenscheinliche Vererbung eines erworbenen Fehlers
bei Tauben 133
Van hoffen- Königsberg: Ueber die Ceratodusflosse 134
Schau insland-Bremen: a) Zur Entwicklung des Pinguins 135
b) Ueber die ersten Entwicklui^vorgänge des Vogel eies 135
c) Ueber die Entwicklung von Aenopus capensis 135
d) Zur Anatomie und Histologie einiger Gephyreen 135
YI. Abtheilung fOr Entomologie.
AI fken- Bremen: Beiträge zur Insekten-Fauna der Nordseeinsel Juist . . . 136 Seitz-Giessen: Ueber das Klima in seinem Einflüsse auf die Lepidopteren 142 Grote- Bremen: Die Verwandtschaft zwischen der Noctuiden-Fanna von Nord- amerika und Europa 14S
Brinkmann- Walle bei Bremen: Ueber die Ameiseng&ste (Myrmekophilen) . 154
Häpke- Bremen: Ueber „die springenden Bohnen^* . , 159
AI fken -Bremen: Biologische Mittheilungen über einige Bienengattungen . . 160
Forel- Zürich: Ueber die Ameisensubfamilie der Doryliden 162
yn. Abtheilang fQr Mineralogie and Geologie.
Koyacevich-Rovigno, Istrien: Ueber die an der Küste Istriens versunkene
römische Stadt Gissa 165
Wichmann -Utrecht: Ueber die Geologie von Celebes 168
Both- Buxtehude: Ueber das periodisch auftretende Ger&usch eines Brunnens
in Ardestorf bei Buxtehude 168
Häpke- Bremen: Ueber die geologischen Verhältnisse der Unterweser. . . . 173
Till. Abtheilung fOr Ethnologie und Anthropologie. i76
IX. Ahtheilung fttr Anatomie. 176 X. Abtheilnng fttr Physiologie.
His-Leipzig: Ueber Ergebnisse neuerer neurologischer Arbeiten 177
Grützner- Tübingen: a) Ueber die chemische Reizung Yon motorischen Nerven 177
b) Zur Physiologie der Muskelzuckung 177
Rosenthal- Erlangen: Mittheilungen über die Wärmeproduction der Thiere
unter normalen und pathologischen Verhältnissen 177
Knaak- Bremen: Ueber das Gesetz der Aehnlichkeit 177
Zuntz- Berlin: Ueber Fettresorption im Dünndarm 179
XI. Abtheilnng fttr Allgemeine Pathologie nnd pathologische
Anatomie.
Nenberg er -Breslau: Ueber Verkalkungsprocesse und Harnsäureablagerungen
in menschlichen Nieren 180
Knaak-Bremen: Ueber die morphologische Bedeutung der Geschwülste . . . 184
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VI Inhaltsverzeichniss.
Seite
Beneke-firaunschweig; Demonstration eines mikroskopischen Präparates eines
Falles von Lymphangioma tuberosum multiplex 185
Orth- Göttingen: Ueber die Ausscheidung abnormer körperlicher Bestandtheile
des Blutes durch die Nieren 185
B 0 Hinge r- München: a) Ueber die Infectiosität des Fleisches tuberkulöser
Rinder 187
b) Ueber einige Quellen der tuberkulösen Infection 187
c) Ueber eine bacillftre Pyelo-Nephritis beim Rinde 188
Birch-Hirschfeld -Leipzig: Zur Frage der Disposition fOr die, tuberkulöse
Infection 189
Kruse- Greifswald: Ueber die Entwicklung cystischer Geschwülste im Unter- kiefer 193
Hanau- Zürich, in Vertretung des verhinderten Herrn y. Monakow- ZtLrich: Demonstration von Grossbimpräparaten mit Schwund der grossen (Betz- schen) Pyramidenzellen nach Durchtrennung der Pyramidenbahn .... 193 Hanau- Zürich: Ueber einen neuen Fall von Acardiacus anceps (Ahlfeld) mit
Bemerkungen über normales und pathologisches Wachsthum 194
XIL Ibthellung fOr Pharmakologie. 197
XIII. Abthelliing fOr Pharmaeie und Pharmakognosie.
Thoms- Berlin: Ueber die Untersuchung von Insektenpulver 198
Monheim-Köln: Ueber die Pharmaeie in den Republiken Südamerikas . . . 201 Ritsert- Berlin: Ueber das Wesen der sogenannten Contactwirkungen ... 202 Hausmann -Bremen: Ueber einige Drogen aus dem deutschen Togogebiete . 204 Hausmann- Bremen: Ueber praktische Erfahrungen, betreffend Zuckerbestim- mungen im Harn 205
Kittl-Wlaschim-Böhmen: Ueber Filixsäure und Filixgerbsäure 206
XIY. Abthellang fßr Innere Medleln.
Ebstein-Qöttingen: Ueber seine gemeinsam mit Dr. Nicolaier gemachten Be- obachtungen, betreffend die künstliche Darstellung von harnsauren Salzen
in Form von Sph&rolithen 209
Ebstein- Göttingen: Beiträge zur Lehre vom Krebs der Bronchien und der
Lungen 209
Erull- Güstrow- Mecklenburg: Ueber die Heilbarkeit der Lungenschwindsucht 219
Auf recht- Magdeburg: Behandlung des Delirium tremens 219
Michaelis -Bad Reh bürg: Ueber die Bedeutung der sogenannten heredit&ren
Belastung bei der Entwicklung der Tuberkulose 222
Thorspecken -Bremen: Demonstration eines durch Trauma an Neoplasma der
Leoer Erkrankten 225
M est er -Hamburg: Zur Pathologie des Icterus gravis 226
Stintzing-Jena: Ueber die absolute Messung faradischer Ströme am Menschen 227 Nolda- Montreux: Bemerkungen über Sclerosis cerebro-spinaUs multiplex im
Kindesalter und deren Beziehung zu acuten Infectionskrankheiten . . . 229
XY. Abthellung für Chirurgie.
Englisch -Wien: Ueber Atrophie der Vorsteherdrüse 235
Spengler- Daves Platz: Ueber Behandlung starrwandiger Höhlen bei Lungen-
phthise 237
Helferich- Greifswald: Ueber die typhöse Knochen- und Knorpelentzündung
der Rippen 242
Jordan -Heidelberg: Ueber die acute infectiöse Osteomyelitis des oberen Femur-
endes (mit Demonstration durch Resection gewonnener Pr¶te) . . . 242
S c hm id- Stettin: Demonstration von durch Laparotomie gewonnenen Präparaten 243
Parts ch- Breslau: Ueber einen eigenartigen Fall von diabetischem Brande . 243 Mo rian- Essen: Zur Casuistik der Tuberkulose der obersten Halswirbel und
ihrer Gelenke 246
Morian- Essen: Ueber einen Fall von Darmintussussception 250
Kümmell- Hamburg: Ueber partielle Nierenresection 251
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Inhaltsverzeichniss. VII
Seite
Lauen stein -Hamburg: Zur Nachbehandlung von Eiterungen innerhalb und
entlang der Darmbeinscbaufel 253
Lauen 8 t ein -Hamburg: Demonstration zur Radicaloperation der Leistenhernie 255
y. Bergmann- Berlin: Ueber Hernien der Linea alba 255
Wolff-Üerlin: Ueber Hasenscharten 256
Budenberg- Dortmund: Demonstration eines Sterilisators . 257
Flothiuann-£ms: üeber Exstirpation einer sarkomatösen Milz 257
XYI. Abtheilang fßr ^ebartshttlfe and Gynäkologie.
Flothmaann-Ems: Ueber Laparotomie bei alter Extrauterlnschwangerschaft
mit Darmperforation 259
Zwei fei -Leipzig: Ueber Pyosalpinx 263
Fürst- Graz: Ueber Asepsis der Geburten in der Praxis 275
Zwei fei- Leipzig: Ueber Lupus des Uterus 280
Carlo -Göttingen: Ueber die mechanischen Ursachen der Stieldrehung von
Ovarialtumoren 284
Kocks-Bonn: Ueber intraperitoneale Stielbehandlung mit versenkten Ellemmen
und die Klemmbehandlung im Allgemeinen 289
XYIL Abtheilong fßr Kinderhellkunde.
Thomas-Freiburgi. B. : Ueber Ursprung, Gomplicationen und Behandlung des
Scharlach 295
Fl e seh sen. - Frankfurt a/Main: Ueber die Aetiologie und Prophylaxe der
Eindertuberkulose 298
Pfeiffer- Wiesbaden: Ueber Erythema nodosum 300
Hoöh sing er- Wien: Ueber Indicanurie im Säuglingsalter 301
Meinert- Dresden: Vorschläge zur Prophylaxis und Therapie der Cholera in- fantum 302
Dreier- Bremen: Demonstration einer schrägen Gesichtsspalte 305
Schmidt- Stettin: Exstirpation einer sarkomatösen Niere 305
Pletzer-Bremen: Ueber die Ursachen der Diphtherie 306
Mayer- Aachen: Ueber Behandlung der Rachendiphtherie 306
Steffen-Stettin: Ueber Intubation des Larynx. '. . 308
Deich ler-Frankfurt a/Main: üeber Keuchhusten 310
XYIII. Abtheilung fOr Neurologie und Psychiatrie.
Lepp mann- Berlin: Ueber Entartungsrichtungen im geistigen Zerfall der Ge- wohnheitstrinker 314
Forel-ZOrich: Suggestionstherapie 317
Bnss- Bremen: Ein Fall von Trismus und Tetanus nach Verletzung des Stim-
hirns 328
El encke -Dresden: Ueber Therapie auf Grundlage des Gefässnervensystems
und der Reflexfunctionen 340
Buchholz -Nietleben bei Halle a/ Saale: a) Demonstration des Hirnstammes einer Frau, bei der Bewegungsstörungen nicht hatten constatirt werden
können 341
b) Ueber die Gliose der Hirnrinde 341
Frenkel-Horn a/Bodensee: Ueber Behandlung atactischer Bewegungsstörungen 342
Schütz -Leipzig: Ueber Veränderungen in den vorderen Vierhttgeln beider pro- gressiven Paralyse 342
Mesche de -Königsberg i. Pr.: Ueber hysteriforme Anfälle im Verlaufe der para- lytischen Geistesstörung 342
XIX. Abtheilung ffir Augenheilkunde. 346
XX. Abthellnng fßr Ohrenheilkunde.
Becker- Bremen: Ueber die Wirkungen der Seeluft und Seebäder bei Erkran- kungen des Mittelohrs 347
Löwe -Berlin: üeber eine neue Verbandmethode fttr das Ohr 34S
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YIII Inhaltsverzeichniss.
Seito Löwe -Berlin: Ueber die Eröffnung des oberen TrommelhöhlenraumeB Yom
fiasseren Gebörgange 349
Walb-Bonn: Weitere Beobacbtongen über die Perforationen der Membrana
flaccida 349
Kieselbach- Erlangen : Demonstration von Instrumenten für Operationen in der
Nase: Doppelmeissel und Kniescbeeren mit gekreuzten Branchen . . . 350
XXI. Abtheilung fflr Laryngologte and Bhinologle.
Sch&ff er -Bremen: üeber 1000 adenoide Vegetationen 351
Win ekler -Bremen: Ueber den Zusammenhang von Stottern mit Nasenleiden 367 Hopmann-Cöln: Weitere Beiträge zur Beantwortung der Frage: ,.Kommen Difformit&ten der Choanen vor oder sind sie ungemein selten?*' Mit Vor- zeigen von GypsabgüHsen verengter Choanen 372
P. Hey mann -Berlin: Anatomisches zur Pathologie der Highmorshöhle . . . 378
Reuter- Bad Ems: Ueber einen Fall von Wanderkropf 379
Reichert- Berlin: Ueber die laryngoskopiscbe Behandlung circumscripter chro- nischer Entzündungen der Kehlkoptschleimhaut nebst Demonstration eines
neuen Kehlkopfmessers 384
Hergesbach- Dortmund: Vorstellung eines Falles von geheiltem Larynx-
cardnom 388
Reuter- Bad Ems: Demonstration eines Riecbmesseretuis nach Zwaardemaker 389
Sch&ff er- Bremen: Ueber Abscesse der Nasenscheidewand 391
Seh äff er- Bremen: Ueber das Curettement des Larynx nach Heryng. . . . 394
XXII. Abtheilung fQr Dermatologie und Sypbtils.
Unna- Hamburg: Ueber Färbung des elastischen Gewebes 399
Müll er -Hamburg: Ueber Pemphigus vegetans 399
Veiel-Cannstatt: Ueber Furunkulose 401
I hie -Leipzig: Versuche mit einigen bisher noch nicht angewandten reducirenden
Medicamenten 402
Berlin er- Hamburg: Ueber seine Erfahrungen, die er mit der therapeutischen
Verwendung der schwefligen Säure und ihrer Verbindungen gemacht hat . 406 Berlin er -Hamburg : Ueber Hutchison*s „Sommerprurigo und Sommereruption'* 407 Unna- Hamburg: Ueber verschiedene syphilitische und nicht syphilitische Affec-
tionen der Schleimdrüsen des Mundes 407
Letzel- Tölz-Mtlnchen : Ueber die Häufigkeit der Betheiligung der Urethra post
am gonorrhoischen Entzündungsprocesse nebst einigen Bemerkungen über
die Behandlung desselben 407
Ihle- Leipzig: Ueber zwei operativ behandelte Fälle von Carcinoma penis im
jugendlichen Alter 411
Veiel-Cannstatt: Ueber ein eigenthümliches Antipynn-Exanthem 414
XXIIL Abtheilung ffir Hygiene und Medieinalpolizei.
F lach -Aburiy Goldküste: Die Malaria der Tropen und ihre Prophylaxe . . . 415 Gärtner- Jena : Experimentelle Untersuchungen über die Erblichkeit der Tuber- kulose nebst Bemerkungen über die Disposition zur Tuberkulose .... 429
Gerlach -Wiesbaden: Ueber Lysol 435
S c ho tt- Cöln a. Rhein: Betrachtungen über neue Canalisation 437
Budenberg- Dortmund : Demonstration eines neuen Dampfapparates zum
schnellen und leichten Sterilisiren von Verbandzeug u. s. w 439
Würzburg -Berlin: Ueber Infectionen durch Milch 439
Pauli- Bremen: Ueber Milchhandel in Bremen 441
Henking -Braunschweig: Ueber Milchhandel in Braunschweig 449
P letz er -Bremen: Demonstration einiger zur Zeit gebräuchlicher Milchsterili- sationsapparate 455
Sticker- Cöln a. Rhein: Ueber Aufgaben der animalischen Nahrungsmittel- kunde 456
Frank -Wiesbaden: Ueber Milzbrand bei weissen Ratten 456
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InhaltsverzeichniBs. IX
Seite
Pauli -Bremen: Ueber die Gontagienh&user und ihre Gefahren für das öffent- liche Wohl 461
Frank- Wiesbaden: Zur bacteriologischen Wasseruntersuchung 467
y. Se hl en- Hannover: Demonstration von Cnlturen aus Pockenpustebi . . . 46S
XXIY. Abtheilang fQr OerlclitUche Medicln.
S e y d e 1 - Königsberg : Ueber die Ursachen der vitalen, reactionslosen Verletzungen 470
Seydel- Königsberg: Demonstration interessanter Sch&delverletzunffen . . . 475
Hetzen -Bremen: Ueber C^are Lombroso und die gerichtliche Medicin . . 475 Seydel- Königsberg: Ueber acquirirte Lnngenatelektase Neugeborener und deren
Ursachen 487
Nie der Stadt -Hamburg: Ueber Blutuntersuchung in gerichtlichen F&llen . . 490
XXY. Abthellang fttr Medieinlsehe Geographie und fflrEllmatologie und Hygiene der Tropen.
Below- Mexiko-Berlin: Seuchenabwendung nur zu erzielen durch eine inter-
^'^ nationale hygienische Convention 493
Below- Mexiko -i&rlin: Ueber die aus den tropischen Ländern eingelaufenen
Fragebogen 510
Krebs - Altena: Beiträge zur Kenntniss der Niederschlagsverhältnisse der Tropen
und Subtropen:
I. Periodicität und Wanderung der Dürren 513
II. Kaltwetterniederschläge in Nordwestindien 516
XXVL Abtheilung fBr Miiitar-SanitStswesen. 525
XXYIL Abtheilung fOr Zalinheilknnde.
Weil -Manchen: Ueber die Odonthele der Zahnpulpa 525
Herbst- Bremen: Demonstrationen 533
Herbst- Bremen: Ueber Glasfüllungen 534
S ehre oder- Cassel: Ueber den regulirbaren Chloroformirapparat des Herrn
Dr. M. Wiskemann 536
Herb st- Bremen: Ueber die Anwendung von chemisch reinem Zinn in Verbin- dung mit Gold und Piatina für zahnärztliche Arbeiten 539
Meyer -Remscheid: Ueber Glasfüllungen 539
Timme-New-York: Ueber goldene Zahnkronen und Porzellankronen .... 541
XXyill. AbtlieUang fttr Yeterin&rmediein.
D lecker hoff -Berlin: Ueber die Diagnose des Kehlkopfpfeifens (linksseitige
Stimmbandlähmung) 542
J elkm an n- Bockenheim: Ueber Achsendrehung der linken Golonlagen und deren
Heilung durch Retroversion 542
Seh ml dt -Aachen: Ueber Eseridinvergiftung bei Pferden 542
Rabe -Hannover: Ueber den Streptococcus der Druse und die Bedeutung der bakteriologischen Befunde für die Differentialdiagnose derselben gegenüber der Rotzkrankheit 542
Pütz- Halle a/Saale: a) Ueber Bidactylie, resp. Polydactylie beim Pferde . . 542 b) Ueber Hermaphroditismus verus unilateralis beim Schweine 545
XXIX. AbtlieUang fttr Agricalturehemie und landwlrthsehaftliehes
Yersuchswesen.
ToUens-Gröttingen: Ueber Holzzucker ^48 ^
Wilfarth-Bemburg: Ueber die Stickstoflfaufnahme der Pflanzen ;849 /"
Nobbe-Tharand: Ueber die StickstofTernäbrung der Leguminosen ;B5i /''
Fleischer- Bremen: Ueber das Phosphorsäure- und Kalkbedürfniss des Moor- bodens ^02 «r
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X InhaltsTerzeichniss.
Seite He 88 -Bremen und Fiel seh er- Bremen: Ueber die Lö8lichmachiine gewi88er
im Moorboden enthaltener PflanzenDäbr8toffe durch die Einwirkung yer-
Bcbiedener Salze 553
Tacke -Bremen: Ueber den Stick8toff im Moorboden 558
Lehmann- Göttingen: Ueber den Nährwerth der Cellulo8e 560
Z untz- Berlin: Ueber weitere Ergebnisse der an der Landeshochschule zu Berlin
angestellten Stoffwechsehersuche am Pferde 561
8ebelien-Aas-Norwef;en: Ueber agriculturchemische Bodenanalyse .... 562 Haselh off- Münster- Westphalen: Ueber die Schädlichkeit von Kupfersulfat
und Eupfernitrat 662
XXX. AbtheilnDg fflr mathematlscheii nnd natarwlssenschaftUehen
Unterricht.
Schwalbe- Berlin : Ueber technische Ezcursionen und physikalisch-praktischen
Unterricht 567
Fricke- Bremen: Ueber Bedeutung der Biologie fOr Unterricht und Erziehung 577
Schi ff -Breslau: Ueber den chemischen Unterricht am Gymnasium, sowie über
die pädagogische Behandlung der Atomlehre 592
Schwalbe -Berlin: Ueber die Mittel, die wissenschaftliche Literatur für den
Schulunterricht nutzbar zu machen 594
XXXI. Abthellung fOr Geographie.
Ihne-Friedberff-Hessen: Ueber pflanzenphänologische Karten 595
Rein -Bonn: Ueber einfache Versuche zur Erläuterung der Verminderung des
Luftdrucks durch Winde 596
Rein -Bonn: Ueber die spanische Provinz Huelva 597
XXXII. AbthelluDg für Instnunenteiikaiide.
Stange -Vegesack: Demonstration einer yon ihm construirten Sternkarte . . 604 Hart mann -Frankfurt a/M.: Ueber neue Elektricitätszähler der Firma Hart- mann & Braun in Bonsenheim bei Frankfurt a/Main . 606
Epstein -Frankfurt a/M.: Demonstration des Fernmessinductors von Dr. P.
Mönnich 607
Löwenherz -Charlottenburg: Ueber Stimmgabeln für den Normalstinmiton . . 607 Ar chenhold- Berlin-Charlottenburg: Ueber eine Methode der Feld- und Faden- beleuchtung für astronomische Instrumente zur Herstellung gleichmässiger Moderation der Beleuchtung in der Nähe und entfernt von der Achse . . 607 Debbe- Bremen: Vortrag und Demonstration über H. Wolpert's Luftprüfer . 608
Anhang.
Verzeichniss der Mitglieder 613
Verzeichniss der Theilnehmer an der 63. Versammlung in Bremen 628
Verzeichniss der einführenden Vorsitzenden und Schriftführer für die Abtheiiungen
der 63. Versammlung zu Bremen 256
Tagesordnung der 63. Versammlung in Bremen 657
Organisation 658
AbtheiiungSYorstände für die 64. Versammlung in Halle a/Saale 659
Statuten der Gesellschaft deutscher Naturforscher und Aerzte 662
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Verzeichniss der Vortragenden.
Abbe 88. 609.
Alfken, Dietrich 136. 160.
Archenhold, F. S. 50. 55.
607. Aufrecht 219.
Becker, H. 347. Beckmann, C. 112. Below, E. 493. 509. Beneke 185. 192. V. Bergmann 255. Berliner 406. 407. Birch-Hirschfeld 189. 192. Blasius, Wilh. 118. Blasius, William 20. BoUinger 187. 188. 192. Brinkmann, Adalbert 154. Bnchenau 112. 113. 115. Bnchhelz 341. Bndenberg, W. 257. 439. Buss 328.
Cantor, G. 13. Carlo 284.
Des Coudres, Th. 54. Curtius, TL 107.
Dahl, Friedr. 122. Debbe, C. W. 608. Deichler 310. Dieckerhoff 542. Dreier 305. Drude, P. 54.
Eberdt 115. Ebstein, Wilh. 209. Elster, J. 43. Englisch 236. Epstein, J. 607. Erlenmeyer jun., Emil 101.
Fisch, E. 415. Fleischer, M. 552. 553. Flesch, sen. 298. Flothmann 257. 259. Forel 162. 317. Frank, Georg 456. 467. Frenkel 342. Freund, M. 104. Fricke 577. Fürst, Camillo 275.
Gärtner 429. Geitel 50. Gerlach 435. Gordan 4. Griesbach 131. Grosse 33. Grote, Aug. R. 148. Grützner, P. 177.
Häpke, L. 53. 159. 173. Hanau 193. 104. Hartmann, Eug. 606. Hartwich 208. Haselhoff 562. Hausmann , Ulrich 204.
205. Helferich 242. Herbst, W. 533. 534. 539. Hergesbach 388. Herking 449. Hess, W. 553. Heydrich, F. 112. Heymann 378. Hubert 11. Hirsch 207. His, W. 177. Hochsinger 301. Hopmann 371. Hetzen 475.
Janke, Louis 99. Jelkmann 542. Ihle 402. 411. Ihne, Egon 595. Jordan 242.
Karsten 115. Kehrmann, F. 96. Eiesselbach 350. Kittl, Christ. 206. Klebahn, H. 111. 115. Klein 4. Klencke 340. Knaack 177. 184. Kocks 289.
Kova^evich, Karl 165. Krebs, W. 133. 513. Krull, Eduard 219. Kruse, A. 193. Kümmell 251.
Lampe 6.
Lauenstein, C. 253. 255. Lecher, E. 42. Lehmann, Franz 560. Leppmann 314. Lepsius, B. 42. 103. Letzel 407. Löwe 348. 349. Löwenherz 90. 607. 609. Lummer, 0. 92. 609.
Mayer 306. Meinert 302. Meschede 342. Mester, B. 226. Meyer 539. Meyer, Franz 9. Meyerhoffer 105. Michaelis 222.
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XII
Yerzeichniss der Vortragenden.
Mies, Josef 126. Minkowski 13. Möller (Greifswald) 116. Möller, J. D. 113. V. Monakow 193. Monheim 201. Morian 246. 250. Müller 399. Mtlller, C. 111. 116. Müller, W. 16. 18. 87.
Neesen, F. 51. Nemst, W. 54. Kernst, W., u. Drude, P. 54. Neuberger, J. 180. Nenmayer 36. Niederstadt 490. Nobbe 551. Nolda, A. 229.
Orth 185.
Partsch 243. Pauli 441. 461. Pfeffer 124. Pfeiffer, Emil 300. Plate, L. 123. Fletzer, A. 306. 455. Pütz 542. 545.
Quincke, G. 53.
Rabe 542. Beichert 384.
Rein 596. 597. Reuter 379. 3S9. Ritsert, E. 202. Rodenberg 6. Rosentbal, J. 177. Roth, F. 168. Runge, C. 42.
Schäffer, Max 351. 391.
394. Schauinsland 117. 135. Schiff 592. Schmidt 542. Schmidt, Hans 243. 305. Schneider 208. Schott, Karl 437. Schröder, E. 5. 8. Schröder, Gustav 536. Schütz 342. Schwalbe 566. 594. Sebelin 562. V. Sohlen 468. Seitz, Adalbert 142. Seydel 470. 475. 487. Solereder, Hans 109. Spengler 237. Stange 604. Steffen, A. 308. Sticker 456. Stintzing, R 227. Study 4.
Tacke 558. Thomas 295.
Thoms, H. 198.
Thorspecken 225.-
Timme 541.
Tollens 548.
Tollens, B., u. Wigand, J.
95. Traube, J. 102. 103.
Unna 399. 407.
Vanhöffen 134. Veiel 401. 414.
Walb 349. Weber 9. Weber, C. L. 40. Weber, Leonh. 93. Weil, L. A. 524. Wichmann, A. 168. Wien, Willy 45. Wigand, J. 95. Wilfarth 549. Willgerodt, C. 57. Winckler, Ernst 366. Winkler, Clemens 84. Wittwer 41. Wolff, Julius 256. Würzburg 439.
Zacharias, G. 113. Zacharias, Otto 120. 121. Zimmermann, A. 112. Zuntz, N. 179. 561. Zweifel 263. 280.
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ABTHEILÜNGS-SITZÜNGEN.
Verhandlnngen. IL 1890.
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L AbtMlung. Mathematik nnd Astronomie.
lEinfthrender: Herr Gymnasiallehrer Dr. H. Kasten. 8chriftfQhrer: Herr Gymnasiallehrer Dr. H. Wbllmann, Herr Professor Dr. K Pappbbitz.
Gehaltene YortrSge.
1. Herr Study -Marburg: lieber die Bewegungen des Baumes.
2. Herr GoBDAx-Erlangen : lieber Begriff und Eigenschaften der Differen- tialin Varianten ; ihr Zusammenhang mit den gewöhnlichen Invarianten.
3. Herr Klein -Göttingen: üeber die Nullstellen der hypergeometrischen Beihe.
4. Herr E. SoHBÖDEB-Karlsruhe: Neueres Ober BEBNOuiLLi'schel Functionen von natürlicher Ordnungszahl.
5. Herr Lampe -Berlin: Einrichtungen im Jahrbuch Ober die Fortschritte der Mathematik.
6. Herr Bodenbebg- Hannover: üeber Polbestimmung in Verzweigungs- lagen zwangläufig bewegter starrer Systeme.
7. Herr R ScHBÖDSB-Karlsruhe : üeber bestimmte Integrale, die sich rational durch üt und Ig 2 ausdrücken.
8. Herr Wbbbe- Marburg: üeber eine das Potential elektrischer Ströme betreffende Aufgabe.
9. Herr Fbanz Mbybb- Clausthal: üeber das Princip des Projicirens in der Eliminationstheorie.
10. Herr Helbebt- Königsberg i. Pr.: üeber die stetige Abbildung einer Linie auf ein Flächenstück.
11. Herr Minkowski -Bonn: Beweis, dass jede Discriminante eine von Eins verschiedene Zahl ist.
12. Herr G. Cantob- Halle: üeber gewisse Gesichtspunkte, welche sich für die arithmetische Untersuchung der BEBNomiiLi'schen Zahlen aus der Theorie der endlichen Ordnungstypen ergeben.
üeber die Vorträge ad 1 , 2, 5, 8, 11 und 12 werden Specialzeitschriften Ausführlicheres bringen.
1. Sitzung.
Montag, den 15. September Nachm. 4—6^4 ühr.
Anwesend 31 Herren. Begrüssung durch den einführenden Vorsitzenden, Herrn KASTEN-Bremen. Wahl des Herrn PAPPEBrrz-Dresden zum 2. Schriftführer. (Geschäftliches, namentlich Besprechung betreff der Organisation der Abtheilung.
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4 I. Abtheilang.
2. Sitzung. Dienstag, den 16. September Morgens 9—12^4 Uhr. Anwesend 30 Herren. Vorsitzender: Herr G. CANTOB-Halle.
1. Vortrag des Herrn SrüDY-Marburg: üeber die Beweiriuiffen des Raames*
Der Vortragende giebt als Verallgemeinerung der bekannten Formeln Bulbe's «ine Darstellang der Bewegungen des Baumes durch acht homogene Panuneter, zwischen denen eine identische Belation stattfindet
Herr WiENSB-Halle erwähnt, dass derartige Fragen sich rein geometrisch auf einfachste Weise mit Hülfe der Umwendungen bezw. Spiegelungen erledigen, und beweist als Beispiel den Satz, dass jede Bewegung bezw. symmetrische räum- liche Transformation sich als Folge von 2 Umwendungen bezw. einer Spiegelung und einer Umwendung darstellen lässt
Herr Study -Marburg giebt an, wie sich die Wi£NBB*schen „Umwen- dungen^ durch die von ihm entwickelten Formeln darstellen lassen.
Ausserdem betheiligen sich an der Discussion die Herren ELEiK-(}Ottingen, BoDBKBEBG-HannoYer, HiLBBBT-Eönigsberg.
2. Vortrag des Herrn GoBDAN-Erlangen : üeber Begriff und Eigenschaften der DifferentialinYariaaten; ihr Zusammenhang mit den gewöhnlichen InTarlanten.
Der Vortragende entwickelt zuerst im Anschluss an die Arbeiten Yon Lie und FoBSYTH den Begriff und die Eigenschaften der DifferentialinYarianten und bespricht sodann insbesondere ihren Zusammenhang mit den gewöhnlichen In- varianten.
Discussion: die Herren HiLBEBT-EOnigsberg, F. MEYEB-ClausthaL
3. Vortrag des Herrn EiiEiN-GOttingen : üeber die Knllstellen der hyper- teometrisehen Beihe.
Eine Frage, die sich bei den Anwendungen sozusagen von selbst aufdrängt, die aber bislang, so viel ich weiss, von speciellen Fällen abgesehen noch nicht beantwortet wurde, ist folgende: Wie oft verschwindet die hypergeome- trische Beihe
_,, , . ^ , a.b , a.a+l.b.b+l . , r(a.b,c,x) = l+-^^x+ 1.2.C.C+1 ^+-
zwischen x = 0 und x*= 1? Durch geometrische Betrachtungen über con- forme Abbildung, welche sich an die Untersuchungen von Herrn Sohwabz in Bd. 75 des Journals fOr Mathematik anschliessen (1872), bin ich zu folgendem Besultat gelangt:
Es seien [a — b] etc. die absoluten Beträge der jeweils eingeklammerten Grössen, E aber bezeichne die grösste ganze positive Zahl, welche von dem Ausdrucke
[a — b]— [1— c] — [c— a— b] + l 2 fiberschritten wird.
Ist nun (1 — c) negativ oder Null, so ist die gesuchte Zahl der NulLstellen von F gleich E.
Ist aber (1 — c) positiv, so ist dieselbe ebenfalls = E, felis F für i = 1 verschwinden sollte, anderenfalls aber wird man zwischen E und E-f- 1 nach dem Grundsatze wählen, dass F zwischen 0 und 1 selbstverständlich eine gerade An- zahl von Nullstellen bat, wenn F für x s= 1 positiv (endlich oder unendlich) aus- fällt, dagegen eine ungerade Anzahl, wenn es fOr x = 1 negativ ist
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Mathematik und Astronomie. 5
Disenssion: die Herren HBFVTBB-Giessea, Sohbödbb- Karlsruhe, Wibneb- Halle, WBBBB-Marburg, F. MBTBB-ClansthaL
4. y 0 r t r a g des Herrn ScHBöDEB-Xarlsrohe : Xeueres ttber Bernoalli *8eb e Fuietioiien tob natttrlieher OrdnuBgszabl.
Es ist für die üntersnchnngen Yortheilhaft, die BsBNOULLi'sohen Zahlen, anstatt mit ungeraden, mit (den nftchst höheren) geraden Indices zu versehen und der bekannten Beihe derselben noch B^ ^^ — 1 als erste Zahl vorangehen zu lassen. — Der Vortragende giebt zuerst einen XJeberblick über die schon bekannten Darstellongen der B£BNouiLLi*schen Functionen:
B (x, s) oder auch x, = (s + 1) B(x, s),
deren Berechnung er fttr die ersten 18 Ordnungen s = 0, 1, 2, . . 17 bei allen Dar- stellungsweisen durchgefOhrt hat Er erinnert an die von Jaoobi, Pboühbt, Oatley bewiesene Ausscheidbarkeit des Factors x^^ bei X2n+i und des Factors x^y, wo
1
bedeutet, bei X2n — bei deren wirklicher Ausscheidung jedoch die Gliederzahl sich nahe verdoppelt; femer an Baabs*s Entwickelung s&mmtlicher Functionen nach Potenzen von y und das Qesetz ihrer Coefficienten — welche Entwickelungen von genanntem Vorwurf frei sind, dagegen unbequeme Brflche als Coefficienten aufweisen; endlich an Jacobi's vorzügliche Entwickelung der Functionen nach Potenzen von
Z = X(1— X).
Das independente Bildungsgesetz der JA0OBi*schen Goefficienten war von dem Vortragenden schon 1867 gegeben. In Bezug auf ebendiese, z. B. die Coefßcienten ax^^^ in den X2119 wird ferner mitgetheilt, dass sie als ganze Functionen 2;iten Grades von n den Binomialcoefficienten (u);i+i als Factor enthalten, und werden die Zerlegungen f&r die Werthe 1,2, ..5 von k vorgeführt
Weiter wird aufmerksam gemacht auf die noch zu wenig beachteten recur- renten Darstellungen der B.*schen Functionen von Dickson (Math. Questions, vol. 49, p. 178 sq.), die sich übrigens für die Xs noch etwas einfacher wie für die B(x, s) darstellen, und zufolge welcher alle x. sich (abgesehen von einem gemeinsamen Factor x^ resp. X3) linear durch die Xs von niedrigeren ungeraden Ordnungen 8 =3 1, 3, 5, . .. ausdrücken. Diese Becursionen sind sogar den berühmten Jaoobi'- schen Darstellungen vorzuziehen, wo immer es sich um die Berechnung sämmt- licher B.'schen Functionen bis zu einer bestimmten Ordnung hinauf für ein ge- gebenes X handelt Sie haben ebenso einfache Goefficienten wie jene, und sei von den berechneten 18 Ordnungen beispielsweise angeftihrt (zu x, = — z, z^ = jz.,
/ 3 9 3\
x. = x,k-2x,-|-3x. — yj etc.
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6 L Abtheflung.
Während die Ewei letzten Ck>efficienten der so vereinfachten DioxsoN'schen Becorsion mit den entsprechenden Jaoobi's zosammen&llen, zeigt sich aach im übrigen bei ihnen Ansscbeidbarkeit eines Binomialcoefficienten, speciell bei den yj^M in den X211 das Enthaltensein von (n — l);t» ^^ ^^^ ^^^ ^^ Zerlegung für den niedrigsten bei bestimmtem l an sich zulässigen Werth von n nicht in An- spruch genommen werden darf. Es werden die ersten vier Zerlegungen nebst Becnrsionen für diese DioKSON*schen Coeffidenten mitgetheilt und auf ein hier vorliegendes reiches Forschungsfeld hingewiesen.
In der Discussion, an welcher sich die Herren Lampe, Hilbebt und G. Gaktob betheiligen, wird darauf aufmerksam gemacht, dass in Abhandlungen von Stebn und Lamfb aus Crelle's Journal Bd. 84 (Verallgemeinerung einer jAooBi'schen Formel) — vergl. auch Wobpitzkt, Crelle's Journal Bd. 94, und einen Beitrag von Lampb in Math. Questions Bd. 52 — allgemeine Formeln niedergelegt sind, aus welchen durch Eliminationsprocesse die englischen Formeln fliessen.
3. Sitzung. Dienstag, den 16. September Nachm. 3Vs— 6 übr. Anwesend 26 Herren. Vorsitzender: Herr F. ELBiK-Göttingen.
1. Vortrag des Herrn LAMPB-Berlin: Einriehtangen im Jabrbneh Aber die Fortsehritte der Mathematik.
Discussion: die Herren KLBJK-G()ttingen, DxoK-Mflnchen, SrüBM-Mfinster, SoHUBBBT-Hamburg, GoBDAK-Erlangen.
2. Vortrag des Herrn BoDBinsBEG-Hannover: üeber Polbestimmiing in Verzweigongslagen swanglftoflg bewegter starrer Systeme.
Von einer ebenen zwangläufigen kinematischen Kette sage ich, dass sie sich in einer Verzweigungslage befinde, wenn die Polconfiguration nicht mehr ein- deutig bestimmt ist In diesem Falle giebt es f&r je zwei etlicher Glieder einen geometrischen Ort solcher Pole, um die eine unendlich kleine Belativbewegung solcher zwei Glieder möglich ist, und es handelt sich um die Bestimmung der- jenigen Pole, um welche zwei consecutive Bewegungen stattfinden können. Jeder Sjstempunkt eines der beiden Glieder beschreibt dann im Systeme des andern Gliedes eine Curve mit mehrfachem Punkte, und die Normalen der verschiedenen Zweige dieses Punktes sind nach den zu suchenden Polen gerichtet
Bisher ist die vorliegende Aufgabe nur f&r die einfachste Verzweigungslage, n&mlich die des Gelenkvierecks, welche eintritt, wenn die vier Gelenkpunkte in eine Gerade rücken, von Abonhold auf Grund des folgenden Satzes gelöst worden: Sind fCbr die Belativbewegung zweier Systeme 1 und 2 zwei Paare entsprechender Ertlmmungs-Mittelpunkte Ai A, und B^B, auf einer und derselben Geraden gegeben, so bestimmen diese Punkte zwei Pole 12" 12^ als Doppelpunkte einer Involution, von der A^B,, BjA^ Paare sind.»)
Anfangs dieses Jahres habe ich gezeigt ^, wie man bei Ketten mit ausschliess- lich niedern Elementenpaaren die quadratische Verwandtschaft der Krfimmnngs- Mittelpunkte AiAk für irgend zwei Glieder i, k bestimmen kann, sofern keine Sonderlage vorhanden ist, was später stets vorausgesetzt wird, wenn nicht aus- drücklich das Gegentheil gesagt wird. Dadurch ist es möglich geworden, die Pol- bestimmung in einer Beihe von Verzweigungslagen durchzuführen. Eine solche
1) Verb, des Vereins zur Bef. des Gewerbefleisses in Preussen. 1872. Bd. 51, S. 140. 2)Zeit8chriftdes Architekten- und Ingenieur- Vereins zu Hannover 1 S90. Bd. 36, S. 190.
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Mathematik and Astronomie. 7
Lage kann aaf mannigfache Weise hergestellt werden. Man nehme z. B. eine Kette Xt bestimme von zwei Qliedem 1 and 2 den Pol 1 2, lege darch ihn eine Gerade and nehme aaf dieser in 1 den Pankt Ap in 2 den Pankt B, an. Solche zwei Pankte kann man als Panktpaar stationärer Entfemong bezeichnen, weil die* selbe sich während einer anendlich kleinen Belativbewegang nicht ändert Ebenso sei AjB^ ein solches Paar ebenso grosser stationärer Entfemang einer andern Kette A. Nan schliesse man A, drehbar an A3, B^ drehbar an B^. Dann ist die so gebildete Kette (x k) ebenMs zwangläafig, aber sie befindet sich in einer Verzweigongslage and zwar ist, wie anmittelbar za erkennen , jeder Pol eines Gliedes von x in Bezng aaf ein Glied von X znnächst anbestimmt mit Aasnahme der Anschlasspole 13 and 24. Sei nan, zar Bestimmang des Pols 14, in x za B, der ihm entsprechende B^ ermittelt Dann sind anch B^ and B^ entsprechende KrOmmangs-Mittelpankte , weil B, und B^ stets Yereinigt bleiben. Ist ebenso in A zu A3 der entsprechende A^ constrairt, so bilden aas dem nämlichen Grande auch A, A4 ein Paar and die gesachten Pole 14^ 14^ sind wie oben die Doppel- ponkte der Involution A^B^; B^A^. Die Bestimmang der übrigen Pole geschieht dann linear; es giebt zwei verschiedene Polconfigarationen. Schliesst man in glei- cher Weise an k eine dritte Kette ß, so giebt es 2 . 2 and bei n-maliger Wieder- holung dieses Verfahrens 2^ ~ ^ Polconfigarationen, welche durch Bestimmung der Doppelpunkte von n — 1 quadratischen Involutionen, neben linearen Constructionen, gefimden werden. Die quadratischen Verwandtschaften sind hierdurch jedoch nur auf den Strahlen der benutzten Pnnktpaare stationärer Entfernung bestimmt; zu ihrer völligen Bestimmung müsste noch eine dritte unendlich kleine Bewegung in Betracht gezogen werden.
Hervorgehoben zu werden verdient, dass auch dann die Pole noch construirbar sind, wenn sich unter den Theilketten solche in Verzweigungslagen befinden, sofern nur auf den Strahlen der gewählten Punktpaare stationärer Entfemang die qua- dratischen Verwandtschaften bestimmbar sind. Z. B. kann man in der Kette (x k) auf dem Träger der Involution zwei Punkte C^'D^ als Anschlussknoten von ß wählen und die Polbestimmung wie vorhin durchführen.
Sei nun insbesondere bei x das Punktpaar stationärer Entfernung ein Paar entsprechender Krflmmungs-Mittelpunkte Aj A,, dann entsprechen in der Involution dem Punkte A, zwei andere, d. h. die Doppelpunkte 14^^ 14^ sind in A^ vereinigt Sind endlich in beiden Ketten x und k die Anschlussknoten entsprechende Krfim- mungs-Mittelpunkte, so reduciren sich die beiden Punktpaare der Involution auf ein einziges, nämlich jene Anschlussknoten; die Involution ist unbestimmt, um jeden Punkt ihres Trägers sind zwei consecutive Bewegungen möglich, zur Er- mittelung der ausgezeichneten Pole sind drei solcher Bewegungen heranzuziehen.
Durchführbar ist die Construction noch, wenn beide Entfernungen A, B^ und A3B4 verschwinden, d. h. die gewählten Punkte sich sämmtlich decken. Man kann dann um diesen einen Punkt x gegen k drehen, wobei x und k sich wie zwei starre Systeme verhalten müssen. Der Drehpunkt ist dann ein isolirter Punkt der Bollcurven von 1 und 4, und repräsentirt als solcher den einen Pol 14^. Für die beiden, um 180® von einander verschiedenen Lagen von x gegen kf in denen die Pole 12 und 34 mit dem Pole 14" in einer Geraden liegen, giebt es noch einen zweiten Pol 14^, welcher M'* harmonisch von B^ A4 trennt Die vor- liegende Annahme führt also auf zwei Verzweigungslagen.
Eine ganz andere Art der Bildung einer Verzweigungslage ist diese. Sei in einer Kette x, A^ B, ein Punktpaar stationärer Entfernung; seien in einer zweiten Kette kf A,B^ zwei Punkte gleicher nicht stationärer Entfernung. Man schliesse gelenkig A^ an A,, B, an B^. Dann verhält sich während einer un- endlich kleinen Belativbewegung der neugebildeten Kette die Theilkette k wie ein
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8 I. Abtheilong.
starres System, denn der Abstand der Anschlnsspünkte ändert sich ja dadarch nicht Man sagt, das Getriebe, welches durch Feststellen eines Gliedes von X gegen den Erdboden entsteht, sei in einer Tod t läge für ein beliebiges anderes Glied Yon k als Aiigriffsglied der Kraft, weil durch Wirken derselben keine Be- wegung eingeleitet werden kann. Um den Begriff der Kraft anszuschliessen, was Yom kinematischen Standpunkt aus bei einer Definition zu fordern ist, sage ich: Eine zwanglSufige kinematische Kette befindet sich in einer Todtlage, wenn die Kette eine oder mehrere Gliedergmppen l^k^k^,. enthält, von denen jede sich während einer unendlich kloinen Belativbeweguug der Kette wie ein starres System verhalten muss.
In (x k) sind nun irgend zwei Punkte P^ Q« zweier Glieder von X ein Punkt- paar stationärer Entfernung, und man erhält eine Yerzweigungslage durch Hinzu- ffigung einer Kette ß, indem man in dieser ein Punktpaar P, Qg stationärer und mit Pj^Qq gleicher Entfernung bestimmt, und P^^ an P^, Q^ an Qg drehbar anschliesst.
Es giebt zwei Polconfignrationen von (x k ß), dodi ist das Verfahren zu ihrer Bestimmung etwas weitläufig, so dass die Darlegung desselben hier unterbleiben muss.
Discussion: die Herren Wibneb- Halle, Study- Marburg, F. MEYEB-Claus- thal, ScHUBSBT- Hamburg, Dyck- München, B. ItfüLLEB-Braunschweig, Stubm- Münster.
3. Vortrag des Herrn E. Schbödeb- Karlsruhe: üeber bestimmte Inte- grale, die sieh rational dnreh /r und lg 2 aasdrüeken.
Bei Durchsicht von Herrn Biebens db Haait's umfangreichen Tables und Nouvelles tables d'int^grales d^finies fallen nicht selten solche Integrale in die Augen, deren angegebener Werth rational aus jr und lg 2 aufgebaut erscheint. Sofern in ihrem Ausdrucke diese transcendenten Irrationalzahlen wirklich beide vorkommen, lassen diese Integrale sich sämmtlich auf eine gemeinsame Grund- form zurückfahren:
oo
wofür die Convergenzbedingungen leicht anzugeben sind. Es kommen nur ganze p, q, r und positive r in Betracht
Die dreifach unendliche Mannigfaltigkeit dieser Integrale ist mittelst Diffe- renzenbildung auf eine zweifach unendliche reducirbar, so dass die Integrale bei gegebenem r jeweils nur für den höchsten geraden und für den höchsten unge- raden Werth von q, der Convergenz halber zulässig, noch für alle zulässigen p be- rechnet werden müssen.
Gleichwie ohnehin bei r = 0, so gelingt es auch für r = 1 stets, die Inte- grale durch Jt oder lg 2, eventuell durch beide, rational auszudrücken, und zwar linear in Hinsicht einer jeden dieser beiden Transcendenten. In EinzelMlen gelang es auch schon bei r =» 3.
Für r = 2 und den höchsten zulässigen Werth q = 5 von q giebt der Vor- tragende die von ihm ermittelten ersten sieben Integrale der Reihe an, deren letztes z. B. lautet:
Die Methode bestand darin, eine leicht erhältliche und wohl schon bekannte Beihen-
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Mathematik und Astronomie. 9
entwickelnng für die Integrale dadurch zu summiren, dass man sie durch gewisse Processe aus der Reihe für aresin x (bei x = 1) hervorgehen Hess.
Der umstand, dass dagegen bei r =» 2 für den zweithöchsten Werth q = 4 neben x die Irrationalzahl:
K(-3) = -^ + -^+-^ + ^ + ...
in rationalen Terbindangen bei den Integralwerthen auftritt, legt die Vermuthung nahe, es möchte letztere selber durch lg 2 (nebst eventuell jr) rational ausdrflckbar sein. So lange dies aber nicht entschieden, kann nicht behauptet werden, dass auch umgekehrt alle in der obigen Form J enthaltenen Integrale die im Titel genannte Eigenschaft besitzen müssen.
Bei der Discussion weist Herr Hilbebt darauf hin, dass die in Bede stehen- den Integralwerthe durch wiederholtes Differenziren eines £uLSB*schen Integrales auf die bekannten Differentialquotienten der Gammafnnction zurückgeführt werden können, womit auch das allgemeine Bildungsgesetz ihres Ausdruckes erreichbar erscheint
4. Sitzung.
Donnerstag, den 18. September Yormittags UV«— IV« ^br.
Anwesend 29 Herren. Vorsitzender: Herr Stubm- Münster.
t. Vortrag des Herrn WcBEB-Marburg: lieber eine das Potential elek- trischer 8tr9me betreffende Aufgabe.
Es wird die Aufgabe behandelt, wie ein System linearer elektrischer Ströme stetig über die Flftcbe eines Ellipsoids vertheilt sein müsse, damit die magnetische Wirkung im Innern der Fläche nach Qrösse und Richtung constant sei. Es er- giebt sich, dass die Stromcurven parallele ebene Schnitte des Ellipsoids sein müssen, deren Ebenen gleichen linearen Abstand haben.
Discussion: die Herren Klein- Göttingen, F. Meyeb- Clansthal.
2. Vortrag des Herrn F. Meyeb- Clausthal: Bas Frlnelp des ProJIelrens in der Ellmlnatlonstbeorle,
Die Untersuchung der Singularitäten und ihrer Coincidenzen auf algebraischen Gurren fQhrt auf Eliminationsprobleme, die im Allgemeinen so verwickelt sind, dass selbst im einfachsten Falle p = 0, wo Alles auf Eigenschaften von binären Formen zurückkommt, die bisher bekannten Methoden nicht ausreichen.
Beschränkt man sich aber Torerst auf die Ermittelung des Grades der je- weiligen Besultantenbildungen, so führt vielfach ein einfaches Princip zum Ziele, welches für rein geometrische Zwecke auch sonst schon angewandt worden ist, nämlich das Princip des Projicirens im Gebiete höherer Hülfsräume. Man denkt sich eine ebene Curve C^ z. B. entstanden durch Projection einer entsprechenden Baumcurve C^ von einem gewissen Baumpunkte P aus auf die gegebene Ebene. Soll nun für die ebene Curve C^ irgend eine, durch eine einzige Bedingung aus- drückbare Forderung erfüllt sein, so kann man diese Bedingung unter Festhaltung der Ebene und der Raumcurve C' auf den Projectionspunkt P übertragen, und es wird somit der Punkt P als geometrischen Ort eine Fläche F erfüllen, und um- gekehrt werden nur ^solche Projectionspunkte P eine ebene Curve C von der Yor- geechriebenen Eigenschaft liefern, welche der Fläche F angehören. Dann wird die Ordnung der Fläche F mit dem Grade der in den Coefficienten der Curve C* zu befriedigenden Bedingung in sehr engem Zusammenhange stehen, so dass man
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10 I. Abtheilang.
Yon jener aof diesen zurOckschliessen kann. Die Ermittelang jener Ordnung aber l&sst sich meistens mit Hülfe bekannter Methoden der Baomgeometrie direct dnrch- führen. Diese Verhältnisse nehmen im Falle p = 0 eine geometrisch wie alge- braisch besonders fibersichtliche Glestalt an. Es liege zunächst eine ebene ratio- nale Curve n* ter Ordnung Bq vor, für die bekanntlich jeder Punkt durch einen bestimmten Werth eines Parameters k eindeutig fixirt ist Die Bedingungen dafür, dass n Punkte k^^ k^, .. Xq der Curve auf einer Geraden liegen, bestehen aus n — 2 Gleichungen:
A= 0, B= 0, .., K = 0, L = 0,
welche in den n Werthen k linear und symmetrisch sind. Fasst man jetzt die ebene Curve B^ als Projection einer rationalen Baumcurve Bq von irgend einem Baumpunkte P aus auf, so gehen die n— 3 Gleichungen, die nunmehr ausdrflcken, dass n Punkte k^, k^, • . k^ der Bq sich auf einer Ebene befinden, unmittelbar aus den obigen als gewisse lineare Combinationen derselben hervor, am einfachsten etwa die n — 3 ersten Gleichungen selber:
A = 0, B = 0, ... K = 0,
während die Coefficienten der letzten, L = 0, geradezu (in einem polyedralen Coordinatensysteme) die Coordinaten des Projectionspnnktes P repräsentiren.
Nun ist irgend eine projective Forderung, der man die ebene Curve B. unter- wirft, dargestellt durch das Verschwinden einer bestimmten Invariante F, einer ganzrationalen Function der Determinanten 6, welche sich aus den homologen Coeffidenten der Gleichungen A = 0, ... L «= 0 bilden lassen.
„Daraus geht hervor, dass die Invariante F mit der linken Seite der Gleichung unserer Fläche F identisch ist Insbeson- dere stimmt also der Grad v der Invariante F in den <^ mit der Ordnung der Fläche F überein.''
Es erflbrigt somit nur noch die Bestimmung der Ordnung der Fläche F, wozu man sich mit Vortheil liniengeometrischer Betrachtungen bedient
Die Ausdehnung auf Baumcurven Bq in Bäumen von 3, 4, . . Dimensionen bietet keinerlei Schwierigkeit
Das soeben skizzirte Projectionsverfohren möge durch ein Beispiel illustrirt werden, welches insofern Interesse beanspruchen darf, als es algebraisch mit der wichtigen Angabe äquivalent ist „die Anzahl der LOsungssysteme zu finden, die der Gesammtheit der Gleichungen gemeinsam sind, welche durch Nullsetzen aller XJnterdeterminanten erster Ord- nung einer beliebigen Matrix (von v Horizontalen und v — q Verticalen) entstehen, wenn die Elemente der Matrix lineare Functionen einer geeigneten Anzahl von Veränderlichen sind.''
Dabei bleibt die gemeinte Anzahl unverändert dieselbe, wenn auch die Coefd- cienten jener linearen Functionen allgemeiner Natur sind. Von hier aus ist aber auch unschwer der Uebergang zu dem allgemeineren Falle zu bewerk- stelligen, wo die Veränderlichen in den Elementen der Matrix zu beliebigen Graden a^, a^, a^f .. ansteigen, wenn nur die letzteren für alle Elemente die- selben sind.
Das in Bede stehende Beispiel handelt im einfachsten Falle von dem Criterium für die Existenz eines dreifachen Punktes einer ebenen Curve B^. Der Grad des- selben in den 6 ist nach Obigem gleich der Ordnung der von den dreifachen Sehnen einer Baumcurve B^ erzeugten Begelfläche. Die Liniencoordinaten einer ein&chen Sehne (a, ß) einer B^ sind ganze symmetrische Functionen der a, ß vom Grade n — 1 ; soll die Sehne (er, ß) die Curve noch einmal, in yj treffen, so haben ttfß einer in ihnen ebenfalls symmetrischen Gleichung vom Grade (n — 2)(n — 3)
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Mathematik und Astronomie. II
zu genflgen. Diese Gleichung hat mit deijenigen vom Grade n — 1, welche ans* drfickt, dass die Sehne (a, ß) von irgend einer Banmgeraden getroffen wird, (n — l)(n — 2) (n — 3) gemeinsame Losungen. Da aber jede Sehne (a, ß^ y) dabei dreifoch za zählen ist, so ist die Ordnung unserer Begelfläche gleich dem dritten Theile jener Anzahl.
In ähnlicher Weise findet man den Grad des Criteriums für das Auftreten einer fOnffachen Sehne einer Baumcurve Bq, wenn man wiederum von einem Punkte des nächst höheren Baumes aus projicirt, gleich
±(n_2)(n-3)(n-4)«(n-5)
u. 8. 1 Kur ist dabei die Torsicht zu beachten, gewisse fremdartige Lösungen auszuscheiden.
Versucht man andererseits, die vorliegende Aufgabe direct mit Hülfe der oben erwähnten linearen Gleichungen A = 0, B => 0, ... anzugreifen, so wird man in der That unmittelbar, im Falle einer Curve B^ im Baume von d Dimensionen, auf die Aufgabe geführt, aus sämmtlichen verschwindenden ersten (Jnterdetermi- nanten einer Matrix von n — d Horizontal- und n — 2d + 2 Verticalreihen, deren Elemente in 2d — 1 Yariabeln linear sind, die letzteren zu eliminiren.
Geht man nunmehr umgekehrt von einer beliebigen solchen Matrix mit v Horizontalen und v — q Yerticalen ans, und fügt zudem, um zu einer endlichen Anzahl von Lösungssystemen zu gelangen, noch eine weitere Veränderliche hinzu« 80 erhält man das Ergebniss:
„Setzt man sämmtliche TJnterdeterminanten erster Ordnung einer Matrix von V Horizontal- und v — q Verticalreihen, deren Elemente lineare Functionen von 2((>-f-2) Variabein sind, gleich Null, so besitzt das System von so entstehenden Gleichungen im Allgemeinen die Anzahl von
1 rl(r+t)l
((> + 2)I(()H-3)I (,,_^-i)i(,,-^ — 2)1
gemeinsamen Lösungssystemen. Ist im Besonderen die Zahl q gleich Null, so- dass die Matrix in eine vollständige Determinante übergeht, so reducirt sich die angegebene Anzahl auf
Sind dagegen die Elemente der gegebenen Matrix in den 2(q + 2) Variabein nicht mehr linear, sondern von der Dimension a, so hat man der mitgetheilten Anzahl nur noch die Potenz a*^(^+2) als Factor hinzuzufügen, um auch für diesen allgemeineren Fall die gestellte Frage zu beantworten.
Eliminirt man endlich alle Variabein bis auf eine, so ist auch der Grad der reeultirenden Endgleichung in den festen Coefücienten der Matrix ohne Weiteres angebbar.
Wegen weiterer Anwendungen des vorgetragenen Princips auf den Vorgang des Zusammenrückens von Singularitäten auf algebraischen Curven vergleiche man des Verfassers bez. Noten in den Göttinger Nachrichten von diesem Jahre.
Discussion: die Herren SoHUSEBT-Hamburg, HiLBEBT-Königsberg.
3. Vortrag des Herrn HiLBEBT-Eönigsberg: Ueber die stetige Abbildung einer Linie auf ein Flftehenstfiek.
In den Mathematischen Annalen hat kürzlich Peako durch eine arithmetische Betrachtung gezeigt, wie die Punkte einer Linie stetig auf die Punkte eines
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12 I. Abtheilung.
FlächeDstückes abgebildet werden können. Die für eine solche Abbildung erfor- derlichen FonctioDon lassen sich in mehr anschanlicher Weise herstellen , wenn man sich der folgenden geometrischen Constmction bedient Die abznbildende Linie — etwa eine Gerade von der Länge 1 — theilen wir zunächst in 4 gleiche Theile 1, 2, 3, 4 und das Flächenstück, welches wir in der Gestalt eines Quadrates Yon der Längenseite 1 annehmen, theilen wir durch zwei zu einander senkrechte Gerade in 4 gleiche Quadrate 1, 2, 3, 4 (Fig. 1). Zweitens theilen wir jede der Theilstrecken 1, 2, 3, 4 wiederum in 4 gleiche Theile, so dass wir auf der Ge- raden die 16 Theilstrecken 1, 2, 3, ... 16 erbalten; gleichzeitig werde jedes der 4 Quadrate 1, 2, 3, 4 in 4 gleiche Quadrate getheilt und den so entstehenden 16 Quadraten werden dann die Zahlen 1, 2,... 16 eingeschrieben, wobei jedoch die Beihenfolge der Quadrate so zu wählen ist, dass jedes folgende Quadrat sich mit einer Seite an das vorhergehende anlehnt (Fig. 2). Denken wir uns dieses Verfahren fortgesetzt — Fig. 3 veranschaulicht den nächsten Schritt — , so ist
Fig. l. Fig. 2. Fig. 3.
leicht ersichtlich, wie man einem jeden gegebenen Punkte der Geraden einen einzigen bestimmten Punkt des Quadrates zuordnen kann. Man hat nur nöthig, diejenigen Theilstrecken der Geraden zu bestimmen, auf welche der gegebene Punkt fällt. Die mit den nämlichen Zahlen bezeichneten Quadrate liegen nothwendig in einander und schliessen in der Grenze einen bestimmten Punkt des Flächenstückes ein. Dies sei der dem gegebenen Punkte zugeordnete Punkt. Auch sieht man aus der geometrischen Constmction leicht, dass diese Abbildung stetig ist und dass ihre Umkebrung eine 2- und 4 deutige ist. Doch erscheint es bemerkens- werth, dass durch geeignete Abänderung der Tbeillinien in dem Quadrate sich leicht eine stetige Abbildung finden lässt, deren TJmkehrung nur eine 2- und 3deutige ist
Die mechanische Bedeutung der erörterten Abbildung ist folgende: Es kann sich ein Punkt stetig derart bewegen, dass er während einer endlichen Zeit sämmt- liche Punkte eines Flächenstückes trifft. Auch kann man zugleich be- wirken, dass in unendlich vielen Oberall dichtvertheilten Punkten des Quadrates eine bestimmte Bewegungsrichtung sowohl nach vorwärts wie nach rückwärts existirt
Discussion: Die Herren HoppE-Berlin, ELEiK-Göttingen, DrcK-München, WiENSB-Halle, HENNEBEBG-Darmstadt
5. Sitzung. Donnerstag, den 18. September Nachm. 4V«-7V« Uhr. Anwesend 25 Herren. Torsitzender Herr EiEPEBx-Hannover. Geschäftliches. Organisation der Abtheilung.
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Mathematik und Astronomie. 18
6. Sitzung. Freitag, den 19. September Nachm. 4— 77* ühr. Anwesend 21 Herren. Vorsitzender Herr BoDBNBBBa*Huinover.
1. Die Yersammlang empfiehlt den Abtheilungsvorstand, Herrn G. Gantob, zum einführenden Vorsitzenden für die nächstjährige Versammlung in Halle zu wählen.
2. Vortrag des Herrn MiNKOwsKi-Bonn: Beweis, dass Jede Diserlmlnante eine Ton Eins Tersehiedene Zahl Ist.
Der Vortragende giebt einen Beweis daftlr, dass die Discriminante eines jeden algebraischen Zahlkörpers nothwendig Primzahlen enthält. Der Beweis gründet sich auf Eigenschaften regelmässiger parallelepipedisch angeordnete Punktsysteme.
Discussion: die Herren G. GANTon-Halle, HiLBEBT-EOnigsberg, Webeb- Marburg.
3. Vortrag des Herrn G. CANTOB-Halle.
Der Vortragende spricht über gewisse Gesichtspunkte, welche sich für die arithmetische Untersuchung der BEBN0üLLi*8chen Zahlen aus der Theorie der endlichen Ordnungsiypen ergeben.
Discussion: die Herren . Klein - Göttingeu , SrüBM-Münster , Sghbödeb- Earlsruhe, WiENEB-Halle, Hilbebt- Königsberg.
4. Die Versammlung beschliesst, den deutschen Mathematikern durch den AbtheilnngsYorstand nachstehende Mittheilung zukommen zu lassen:
Mittheilnng.
Die in der mathematisch-astronomischen Abtheilung der Gesellschaft deutscher Naturforscher und Aerzte am 18. September 1890 in Bremen versammelten Herren beschliessen auf Grund der in Heidelberg gegebenen Anregung zur Herbeiführung einer engeren Vereinigung der deutschen Mathematiker, was folgt:
1. Es soll der Plan einer Vereinigung der deutschen Mathematiker im An- schluss an die Organisation der Gesellschaft deutscher Naturforscher und Aerzte zur Verwirklichung gebracht werden.
2. Die mathematisch-astronomische Abtheilung der Gesellschaft soll dem ent- sprechend einen erweiterten Kreis ihrer Bethätigung erhalten, welcher die ge- sammten wissenschaftlichen Interessen der Mathematik umfasst — Es sollen die Verhandlungen der Jahresversammlung wissenschaftlich in eingehenderer Weise als bisher vorbereitet und der Abtheilung bleibende Aufgaben zugewiesen werden.
In erster Sichtung scheint beispielsweise eine Eröffnungsrede sowie ausführ- liche Referate über gemeinsam interessirende Gebiete der Mathematik besonders wünschenswerth. In letzterer Hinsicht wird unter anderem eine enge Bezugnahme zu dem Jahrbuch über die Fortschritte der Mathematik in Aussicht genommen werden können.
3. Die Abtheilung beauftragt mit den hieraus sich ergebenden Aufgaben den nach § 16 der Statuten der Gesellschaft alljährlich zu wählenden Abtheilungs- vorstand (dessen Mitglieder der Gesellschaft deutscher Naturforscher und Aerzte als Mitglieder angehören).
4. Dieser Ausschuss soll alle Vollmacht haben, im einzelnen die im Vor- stehenden ausgedrückten Absichten der Abtheilung in geeigneter Weise zur Aus- führung zu bringen, und kann sich, wenn erforderlich, durch Cooptation verstärken.
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14 I. Abtheilung. Mathematik nnd Astronomie.
5. Die Abtheilnng spricht den Wunsch aus, dass der von ihr zu wählende Ausschuss mit dem Vorstände der Gesellschaft in eine geregelte geschäftliche Be- ziehung tritt Es soll aber die Form dieser Beziehung in der morgigen dritten allgemeinen Sitzung eine Verhandlung eingeleitet werden, etwa mit dem Vorschlag an die Oesellschaft, es möge der Vorstand derselben sich durch einen Central- ausschuss ergänzen, bestehend aus je einem Delegirten jeder Abtheilung.
Der Ton der Abtheilung zu wählende Ausschuss hat den deutschen Fach- genossen durch einen Bericht Ton den gegenwärtigen Verhandlungen und Be- fichlflssen Kenntniss zu geben.
Im Auftrage der 1. Abtheilung die Schriftführer: Dr. H. Wellmank. Prof. Dr. E. Pappbbitz.
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IL Abtheilung. Physik,
EinführeDder: Herr Gymnasiallehrer Dr. W. MüLLEB-Erzbach. Schriftführer: Herr Gymnasiallehrer Wsstpbal, Herr Dr. Rubens. Zq Vorsitzenden wurden gewählt die Herren Geh. Quinoke und Dr. W. Müllbb- Erzbach.
Gehaltene Tortrlge.
1. Herr W. MüLLEB-Erzbach-Bremen : üeber die Yerdampfong als Mittel der Wärmemessong.
2. Herr W. MüLLEB-Erzbach-Bremen: üeber die Bestimmung des Dampf- drucks aus der Geschwindigkeit der Verdampfung.
3. Herr William Blasius- Philadelphia: üeber Tornados Nordamerikas, ihre Entstehung, Entwicklung und Auflösung.
4. Herr GBossE-Yegesack: üeber Prismen zur Polarisation des Lichtes.
5. Herr NsüMATEB-Hamburg: üeber Landesvermessung mit der Magnetnadel
6. Herr C. L. WsBEB-Manchen : Eine neue Methode zur genauen Messung der magnetischen Inclination.
7. Herr WirrwEB-Eegensburg: Beiträge zur Aetherlehre.
8. Herr K LECHEB-Wien: üeber experimentelle Darstellung elektrischer Besonanz-Erscheinungen. i)
9. Herr BimGE-HannoTer: üeber die Spectra der Alkalien und alkalischen Erden.»)
10. Herr Lspsius-Frankfurt a/M.: üeber die Einwirkung des elektrischen Lichtbogens auf Gase und Flüssigkeiten. <)
11. Herr Elsteb- Wolfenbüttel: Neue lichtelektrische Versuche. (Dazu Be- merkung des Herrn BiCHABz-Bonn.)
12. Herr Willt WiKN-Charlottenburg: Die gegenwärtige Lage der Energie- lehre.
13. Herr Geitel- Wolfenbüttel : Photometrie der ultravioletten Strahlung der Sonne.
14. Herr F. S. Abchenhold- Berlin-Charlottenburg: üeber die Bewölkungs- grösse des Nachthimmels und ihre Begistnrung.
1 5. Herr NEESEN-Berlin : üeber die Wärmeerzeugung in GEissLEB'schen Bohren.
16. Herr QuiNCKB-Heidelberg: Neue Apparate für physikalische üebungen im Laboratorium.
1) Gemeinsame Sitzung mit der Abtheilung für Chemie.
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16 n. AbtheiluDg.
17. Herr L. HApke- Bremen : Zur Geschichte der Erfindung des elektrischen Telegraphen.
18. Herr NsBNST-Göttingen : Theorie der elektrolytischen Thermoketten.
19. Herr Nebnst und Herr P. DBUDE-GOttingen : TJeber geschmolzenes Wismat im Magnetfelde.
20. Herr Th. Des CouDBES-Leipzig: TJeber eine Methode zum Studium der Interdiffusion von Metallen.
21. Herr F. S. ÄKCHENHOLD-Berlin-Charlottenburg: üeber das Photographiren der Sternschnuppen.
1. Herr W. MüLLEB-Erzbach: Die Terdampfiing als Mittel der Wftnne- messung.i)
Das Eindringen atmosphärischer Feuchtigkeit in eine mit einem Glasstöpsel yerschliessbare Flasche kann fast vollständig verhindert werden, wenn man den Stöpsel mit einer dünnen Fettschicht überzieht Innerhalb solcher Flaschen wurde deshalb leicht eine gleichmässig trockene Atmosphäre durch concentrirte Schwefel- säure hergestellt, so dass eingestellte Eugelröhren, welche bis zu einer bestimmten Höhe mit Wasser gefüllt waren, dasselbe sehr regelmässig verdampfen Hessen. Die Verdunstung erwies sich nach der Formel
p=^lp:^
nur vom Dampfdruck und dem Quadrate der absoluten Temperatur abhängig. Hat man deshalb für irgend eine Durchschnittstemperatur bei einer bestimmten Eugel- röhre den Wasserverlust beobachtet, so kann er leicht für andere Temperaturen berechnet werden^ und die Angaben einer auf solche Weise erhaltenen Tabelle lassen sich dann leicht auf andere Yersuchsröhren durch einfache Proportionalität übertragen.
Der für die Verdunstung eingerichtete Apparat kann nun dazu benutzt werden, aus dem Gewichtsverlust der Kugelröhre die während des Versuches herr- schende Durchschnittstemperatur zu bestimmen, er zeigt die Summe aller einzelnen Wärmewirknngen an und soll deshalb unter dem Namen Thermointegrator von anderen Thermographen unterschieden werden.
Zur Vergleichung der mit dem Integrator durch Verdampfung gefundenen mit den durch das Thermometer direct gemessenen Temperaturen bediente sich der Vortragende eines grossen verschliessbaren Kastens, der an beiden Seiten durch Gasbrenner erwärmt werden konnte und in der Mitte einen mit Sand gefüllten Blecheimer enthielt, in welchen die Versuchsflasche eingesetzt war, so dass der Sand sie vollständig bedeckte. 53 Versuche von ein- bis zu siebentägiger Dauer ergaben in solchen Fällen, in denen der Versuchsraum nicht künstlich erwärmt wurde, nur Abweichungen von 0,1 bis höchstens 0,30, auch in anderen Fällen war dieselbe vielfach nicht grösser, aber sie stieg doch bei 55^ auf 0,2^ und war allgemein bei Temperaturen über bO^ bedeutender, so dass es erschien, als erfolge die Absorption der grösseren Menge des gebildeten Wasserdampfes nicht mehr schnell genug, um genaue Besultate zuzulassen.
Auch an der freien Luft wurde der Integrator aufgestellt, um ihre Durch- schnittstemperatur zu bestimmen. Doch erfuhr in diesem Falle das Resultat eine Korrektur nach den gleichzeitig durch ein Sixthermometer beobachteten Wärme- schwankungen. Dieselbe ist jedoch nicht bedeutend und kann hinreichend genau
1) Zeitschrift f. Instrumentenk. X. 88 (1890).
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Physik, 17
nach den bekannten Wärmeschwankongen eines Beobachtnngsortes ansgedrQckt werden.
Leichter yerdnnstende Flüssigkeiten erweisen sich natürlich empfindlicher für Temperatamnterschiede als Wasser, aber sie konnten nicht ohne weitere Aaswahl verwandt werden. Die Yerdnnstnng des gewöhnlichen Aethers wird wahrschein- lich dorch den in der Luft vorhandenen Wasserdampf beeinflosst und zeigte so starke Schwankungen, dass sie eine genaue Wärmemessnng ausschlössen. Schwefel- kohlenstoff dagegen erwies sich als eine in mehrfecher Beziehung recht geeignete Flüssigkeit. Die Qleichmässigkeit, mit welcher derselbe verdunstet, ergab sich aus einer 1 1 Tage hindurch fortgesetzten Beobachtung an zwei Versuchsröhren, welche im ungeheizten Zimmer bei Temperaturen zwischen 10<^ und ib^ und bei Barometerständen von 754 bis 767 mm aufgestellt waren. Die grOsste der an den einzelnen Tagen beobachteten Abweichungen führte zu einem Unterschiede in der Temperatarangabe beider R5hren von nicht mehr als V?»^. Bei der Wasser- verdunstung wurden für zwei etwas grössere Yersuchsröhren Abweichungen von Vs^ für den einzelnen Tag beobachtet, für eine zwei- bis viertägige Versuchsdauer sanken sie jedoch schon auf Vn^ bis V^o^«
Die vom Vortragenden selbst mit dem Integrator an der freien Luft an- gestellten Beobachtungen wichen von den unmittelbaren Messungen bis auf 0,1 <^ nnd 0,3 <^ ab. Für die Beurtheilung dieser Besultate war es von besonderer Wich- tigkeit, dass der Director der Hamburger Seewarte Herr Geh. Admiralitätsrath G. Neümaysb gestattete, dass auf der Seewarte eine Yergleichung zwischen den Angaben der als Thermograph benutzten Hipp*schen Spirale und des Integrators angestellt wurde. Dieselbe erstreckte sich auf 109 Tage and ist von Herrn L. Gbossmank mit grösster Sorgfalt ausgeführt
Im Keller der See warte ergab ein dreitägiger Versuch bei + 15,11 <> des Normalthermometers ans der Verdunstung von Schwefelkohlenstoff ein Minus von 0,04^ von Wasser ein Plus von 0,28<^, ein dann folgender Htägiger Versuch für Schwefelkohlenstoff ein Minus von 0,0 7 o nnd für Wasser ein Minus von 0,02<>. Die Uebereinstimmung zwischen den Angaben des Stationsthermometers nnd des Integrators war demnach noch grösser als bei den Versuchen des Vor- tragenden im angeheizten Zimmer.
Bei den Beobachtungen an freier Luft ging in keinem Versuche von zwei- tägiger oder längerer Dauer die Abweichung des Schwefelkohlenstoff- Wärmeinte- grators vom Stationsthermometer über 0,39 <^, des Wasserapparates über 0,48 o hinaus, während die höchste gleichzeitige Abweichung des Hipp*schen Thermo- graphen 0,45 ^ betrug. Für 19 Versuche bei niedriger Temperatur, von — 10,82 bis — 0,35 <^ warde als höchste Abweichung des S.- Integrators 0,49 o, des Thermographen 0,53^ beobachtet, die mittlere Abweichnng des Integrators 0,12 ^ des Thermographen 0,35 <>. In 10 Versuchen bei der etwas höheren Temperatur in den Grenzen von — 1,30 <^ bis +5,13<> weicht der Integrator bis 0,50 o, der Thermograph bis 0,53 <> ab, während sich als Mittel aus den Abweichungen für den Integrator 0,12 <>, für den Thermographen 0,32 <> ergiebt In beiden Fällen erweist sich der Integrator genauer und nur in der höheren Temperatur von 16,85 ^ bis 23,80 <^ sind die Besultate des Thermographen die besseren, indem die mitt- lere Abweichung für denselben nicht über 0,03 ^ hinausgeht, während sie für den S.-Integrator 0,12», für den W.-Integrator 0,32 o ausmacht Für die Beob- achtung der Temperatur der freien Luft wird deshalb jedenfalls der Schwefelkohlenstoffintegrator betreffs der Genauigkeit von anderen Thermographen nicht übertroffen. Durch die Wasserverdnnstung erhält man ebenfalls befriedigende nnd bei geringen Temperaturschwankungen gute Besultate. Für die praktische Ausführung der Versuche ist aber der W.-Inte-
VerhandUngen. 1890. II. 2
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18 n. Abtheilang.
grator äusserst bequem, iusofern er es ermöglicht, durch wenige Wäguugen die mittlere Temperatur für Wochen und Monate in beMedigender Uebereinstimmung mit dem Quecksilberthermometer festzustellen.
Geht man Ton dem GRAHAJc'schen Gesetze aus, dass die Ausströmungs- geschwindigkeiten verschiedener Gase bei gleichem Dampfdruck den Quadratwurzeln aus ihren specifischen Gewichten umgekehrt proportional sind, so erhält man die Formel
^'Vf-
wenn Tg und Vw ^io Volumina des Schwefelkohlenstoffes und des Wasserdampfes, d. und dw ihre specifischen Gewichte bedeuten. Setzt man ferner eine ein&che Abhängigkeit der Diffusion Ton dem Dampfdruck und dem Quadrate der absoluten Temperatur voraus >), so findet man für dieselbe Temperatur und die Dampf- spannungen ps und pw des Schwefelkohlenstoffes und Wassers
Vw Pw ^ da
oder für die Gewichtsmengen g. und gw
1l= iLl/ik. gw "^ Pw ^ dw *
Nun ergab dieselbe Eugelröhre bei +40 auf 24 Stunden berechnet einen Ge- wichtsverlust von 1,767 mg durch Wasserverdunstung, durch Verdunstung von Schwefelkohlenstoff aber unter gleichen Umständen eine Gewichtsabnahme von 94,08 mg. Berechnet man demnach das Yerhältniss
1l
gw
aus der vorstehenden Formel, so findet man den Werth 51,8, welcher mit dem
thatsächlich beobachteten
94,08
' ==: 53,2 1,767
hinreichend übereinstimmt, wenn man berücksichtigt, dass vier verschiedene Gon- stauten das Besultat beeinflussen. Die Diffusionsconstante erweist sich also für die beiden fraglichen Dämpfe in Wirklichkeit der Quadratwurzel aus den Dichten umgekehrt proportional
2. Herr W. MüLLEB-Erzbach : Die Bestimmiuig des Dampfdmekes aus der Gesehwindigkelt der Yerdampfiing.
Da die Wasserverdunstnng mit so grosser Begelmässigkeit erfolgt, dass man aus derselben die Verdunstungstemperatur genau bestimmen kann, wenn nur die die Yerdunstungsgefässe umgebende Atmosphäre unveränderlich trocken gehalten wird, so erklärt es sich leicht, wie man den Dampfdruck wässriger Lösungen aus dem Verhältnisse der Wassermengen ermitteln kann, die aus zwei gleich grossen Gelassen in Dampfform entweichen. Wiederholt stimmte das Besultat einer solchen dynamischen mit demjenigen einer späteren statischen Messung vollständig überein.
1) Wied. Ann. 34, S. 1047 (1888).
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Physik. 19
Worden jedoch starre wasserhaltige Verbindniigen in Palverform, welche dnrch ' Dissociation Wasser verlieren , mit verdanstendem unverbondenem Wasser Ter- glichen, so zeigte sich zwar ebenfalls wie bei der statischen Messung ftü* gewisse constante Procentgehalte der Verbindongen eine plötzliche Abnahme der Dampf- spannnng, aber der nach beiden Methoden gefdndene relative Druck wich oft be- deutend von einander ab.
Besonders anffiUlig waren diese Abweichungen bei mehreren Alannarten, nament- lich beim Kalialaun nnd Ammoniakalaun, während sie beim Chromalaun geringer aasfielen. Nach allen Messungen, den statischen von Lbsooxub nnd MATHumN, wie' nach meinen eigenen mittelst der zweiten Methode, f&llt beim EaU und Ammoniakalaun die Spannung des verdunstenden Wassers üst auf Null, wenn </4 des gebundenen Wassers verschwunden ist Ghromalaun dagegen nnd Natron- alaun geben nur die Hälfte ihres Wassers mit der zuerst wahrnehmbaren höheren Spannung ab. Die unterschiede in den Angaben fär den Dampfdruck nach den Bestimmungen der beiden Methoden waren fOr Chromalaun zwar geringer als für die beiden erstgenannten Alaune, aber trotzdem noch bedeutend genug.
Zur weiteren Prüfung zunächst des Kalialauns benutzte ich Atmosphären von verschiedenem Feuchtigkeitsgehalt, indem ich in Flaschen, welche von der Feuchtig- keit der äusseren Luft abgeschlossen waren, den Boden mehrere Centimeter hoch mit wässriger Schwefelsäure bedeckte. Nach meiner Beobachtung betrug die relative Spannnng beim Kalialaun 0,07 für 29,6 <^, nach Lbsoobub nnd Mathubin 0,20 bis 0,1 0 bei 30 0. Ich brachte nun 3,129 g des pulverisirten Salzes in eine Flasche, welche durch Schwefelsäure vom specifischen (Gewicht 1,6297 bei 16<> nach Begnault die Feuchtigkeitsspannung 0,067, bei 35 <^ 0,064 annehmen musste. Die Flasche wurde einer Temperatur zwischen 37 ^ und 39 ^ ausgesetzt und der Alaun verlor 13 mg in 15 Stunden; dann bei 27 o bis 28 o 31/2 mg in 24 Stunden. Das £e- sultat stand mit allen Druckangaben in voller üebereinstimmung , als jedoch die Schwefelsaure in der Versuchsflasche bis zum sp. G. 1,607 verdünnt wurde, so dass die Luft die relative Spannung 0,085 annahm, blieb das Gewicht des derselben aasgesetzten Alauns bei zweitägigem Erhitzen zur Temperatur von 27 ^ und 28 ^ vollständig unverändert Der Dampfdruck des Alauns kann demnach bei der an- gewandten Temperatur über 0,085 nicht hinausgehen. Ich suchte nun durch Yer- grösserung der Luftfeuchtigkeit eine Wasseraufhahme durch den Alaun herbei- zuführen und brachte ihn in eine Atmosphäre von der relativen Spannung 0,176, aber er zeigte dabei in sechs Tagen innerhalb der Temperaturgrenzen von 22 0 und 27 ^ nicht die geringste Aenderung. Eine weitere Erhöhung der Luftfeuchtig- keit hatte erst dann Erfolg, als ihre relative Spannung 0,26 betrug. Die Auf- nahme des Wassers durch den Alaun geschah jedoch langsam, aber regelmässig, und ohne Schwierigkeit konnte in bekannter Weise stets durch Temperaturerhöhung eine Umkehrung des Processes bewirkt werden. Bei einer Luftfeuchtigkeit von 43<^/o wurde zuerst eine schnellere üebertragung ihres Wasserdampfes an den Alaun beobachtet.
In einer Atmosphäre von 8 ^/o Feuchtigkeit giebt der Alaun also dem von mir gefundenen Dampfdruck entsprechend kein Wasser mehr ab, was vollstän- dig unerklärlich wäre, wenn man nach dem Besultate der stati- schen Messung eine 1 V2 bis 3 mal so grosse Spannung des Krjstall- wassers annehmen wollte, als sie in der umgebenden Atmosphäre nnd bei der Schwefelsäure betrug. Zur Aufnahme von Wasser durch das Salz erwies sich bei 16 ^ ein XJeberdruck an Wasserdampf von 4,7 nmi erforder- lich. Derselbe ist für verschiedene Salze von ungleichem Betrage, für phosphor- sauree l^atron 1,1 mm bei 14,8 <), für schwefelsaures Natron bei ii^ weniger als 0,2 mm, und dem entsprechend weichen die Messungen nach den beiden
2*
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20 II. Abtheilang.
Mefhoden yon einander ab« Denn bei der Bestimmung des statischen Gegen- druckes wird Ton dem ih den Salzen mechanisch eingeschlossenen Wasser leicht soviel frei, dass ein Ueberdruck in der Barometerröhre entsteht, der dann nach der angegebenen Eigenschaft der Salze mehr oder weniger YoUstiLndig wieder ver- schwindet Durch die statische Messung wird demnach die Dissociationsspannung, der Zersetzungsdruck bei den meisten festen Salzen gar nicht bestimmt und die Gewichtsabnahme während der Verdunstung bildet den einzigen bis jetzt bekannten zuverlässigen Maassstab dafür.
Da nach meiner Beobachtung unter den von mir untersuchten Salzen Alaun den grössten und schwefelsaures Natron den geringsten Ueberdruck von Wasser- dampf zur Aufhahme desselben erfordert, so mussten die Abweichungen der Druok- angaben nach den beiden verschiedenen Messungsarten fOr Alaun am grOssten und fCLr schwefelsaures Natron am geringsten sein, was auch thatsächlich der Fall ist Ausserdem nimmt die Unsicherheit der Bestimmungen nach statischem Druck anscheinend in demselben Maasse zu wie jener Ueberdruck. Beim Kalialaun weichen die von Lbsooeüb und Mathüsin gefundenen Spannungen bis 50 und sogar 74 <^/o des höchsten beobachteten Werthes ab, beim Ammoniak- alaun ebenso bis 50 und 71 <>/o und es kommt sogar vor, dass fOr 30 <^ ein be- trächtlich geringerer Dissociationsdruck gefunden wird als für 20<^. Auclrnach der dynamischen Methode ergaben sich fOr die beiden genannten Salze grössere Abweichungen, aber sie gingen doch fär Kalialaun nicht über 20 <>/o, fOr Ammoniak- alaun nicht über 10 ^/o hinaus.
Schwefelsaures Natron nimmt überschüssigen Wasserdampf wie bemerkt fast ohne Ueberdruck auf und muss deshalb der vorstehenden Annahme gemäss nach beiden Bestimmungsarten gleiche Spannungen ergeben. Thatsächlich hatte ich für 19^ und 20 0 von 0,78 bis 0,81 0 schwankende Werthe beobachtet, während Lbsoobub fOr 20 0 die Zahl 0,799 2) angiebt
Es war mir wiederholt aufge&llen, dass vorhergehende stärkere Erwärmung durch die Nachwirkung einen störenden Einfluss auf die Messungen ausübt, ich suchte sie daher später möglichst zu vermeiden und stellte nun mit schwefelsaurem Natron noch eine Beihe von 39 einzelnen Versuchen an, um festzustellen, wie gross bei allen Vorsichtsmaassregeln fSa ein solches Salz die Abweichungen nach meiner Bestimmungsart ausfallen. Die Versuchstemperaturen lagen zwischen 8,5 ^ und 18,6 ^f die Abweichungen nahmen mit der Erhöhung der Temperatur ab und betrugen zwischen 9 ^ und 10 <^ nach 4 Versuchen 5 ^lo des höchsten beobachteten Spannungswerthes, zwischen 17 ^ und 18<> aber nach 8 Versuchen nur 3 Vo* Ver- gleicht man damit die Abweichungen, welche nach der statischen Methode in be- sonders günstigen Fällen, z. B. fQr den Dampfdruck reinen Wassers von demselben Beobachter fQr zulässig erklärt worden oder von verschiedenen Beobachtern ge- funden sind (bei 19,90 von Magnus 17,28, von Wüllner 16,69), so muss das von mir für eine sich zerlegende wasserhaltige Verbindung erhaltene Besultat als ein befriedigendes angesehen werden.
3. Herr Williah BLASiüs-Philadelphia: Ueber Tornados Nordamerikas, ihre Entstehung, Entwickeiung und Auflösung. *^
Einleitende Bemerkungen.
Da ich in meinen langjährigen Studien über die Stürme in Amerika, wo die Luftbewegungen einfoch und charakteristisch sind, zu etwas anderen als den gewöhnlichen Anschauungen gelangt bin, ist es wohl wünschenswerth, dass ich
1) Wied. Ann. 23, 618.
2) Compt rend. 103, 1260.
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Physik. 21
mich über einige Begriffe kurz erkläre. Zunächst über Sturm. Ich halte den Storm im Allgemeinen für eine Luftbewegong, yerursacht durch die Tendenz der Lufty ein gestörtes Gleichgewicht wieder herzustellen; es ist einerlei, ob diese Luft- bewegung schwach oder stark, mit oder ohne Gondensation stattfindet Die Ur- sache der Störung finde ich in der Verschiedenheit ?on Wärme und Feuchtigkeit an verschiedenen Orten. Dies ist ein Ausdruck für den allgemeinen Sturm oder die Circulation der Atmosphäre. Der Sturm im speciellen Sinne ist eine Störung in der Circulation der Atmosphäre in Folge der yerschiedenen Beschafifenheit der Erdoberfläche. Ihre Verbreitung ist daher eine geographisch begrenzte. Ein tro- pischer Cyclon z. B. konunt so wenig in die gemässigte Zone, wie Löwen und Tiger dies in wildem Zustande thun würden. Wenn er an den Grenzen der Tropen an- gekommen, so dreht er sich nicht im rechten Winkel, sondern löst sich auf, und ein Sturm anderer Art bildet sich. Diese Ansicht, die ich jetzt seit 40 Jahren ver- trete, ist auch endlich im Jahre 1 888 vom Chef des Signal Service U. S. G^n. G&ebly in seinem Werke „American Weather'' (p. 193} anerkannt
Luftbewegungen oder Stürme von Bedeutung zeigen sich durch bestimmte Wolkenformen an. Die Stürme der vertikalen Ausgleichung sind durch die Eugel- form, den Cumulus, charakterisirt Sie kommen hauptsächlich in den Tropen vor, und da sie sich nicht w^bewegen von der Stelle, wo sie entstehen, habe ich sie Local- Stürme genannt
Die Stürme der horizontalen und schräg aufwärtsgehenden Bewegung, die Progressiv-Stürme sind zweierlei Art, je nachdem der warme Luftstrom den kalten, oder der kalte Luftstrom den warmen verschiebt Die Verschiebung, d. h. der Sturm geht nach der Sichtung, wo ein Mangel an Luft, oder wenn man will, ein Mangel an Druck ist Die beiden entgegengesetzten Strömungen liegen, wie wir unten sehen werden, bei ihrem Zusammentreffen wie zwei Keile über einander.
Ist ein Mangel nach der kalten Bichtung hin, so fliesst der warme Strom schräg aufwärts über den kalten und dies zeigt sich in der Bildung der verschie- denen Cirrusarten, welche sich nach und nach vereinigen, immer dicker werden und den Himmel wie mit einer Decke flächenartig überdecken; dies ist der Stratus. Ich habe sie nach ihrer Bichtung in Amerika Nordoststürme genannt Eine allgemeinere Bezeichnung wäre wohl Niederdruckstürme, weil sie mit fiJlendem Barometer über uns hergehen. Sie gehen unter verschiedenen Namen: Cydonen, Gebiete des niedrigen Barometerstandes, Depressionen, WirbeL
Ist ein Druckmangel nach der warmen Seite hin, so fliesst der kalte Strom wie ein Keil mit seiner dünnen Spitze über die Erde nach der Bichtung, hebt den warmen Strom aufwärts, und dies zeigt sich durch die Bildung des Cumulo- Stratus, das Bild eines aufrecht gehenden Stromes, des Cumulus, in mehr oder weniger gerader Linie arrangirt Ich habe diese Stürme analog den anderen pro- gressiven Stürmen Südoststürme genannt, was fOr Amerika passt Eine all- gemeinere Bezeichnung wäre wohl, sie Hochdruckstürme zu nennen, weil sie mit steigendem Barometer über uns hergehen. Sie sind nächst den Tornados in Amerika die furchtbarsten Stürme. Hierzu gehören solche Stürme, wie der Nova- Scotia-Sturm im August 1873, der Blizzard im März 1888, die Gewitterstürme. Sie wurden früher vom Signal Service mit schönem Wetter prophezeit, obgleich sie in meiner ersten Publikation „New- York Dailj Times'' im Nov. 1852 schon nach den meisten Bichtungen hin charakterisirt wurden. >) Gen. Gbbbly hat sie erst in seinem oben genannten Werke (p. 180} 1888 als Stürme anerkannt
Die Fläche oder die Begion, in der die beiden entgegengesetzten Strömungen
1) Siehe Appendix A meines Werkes: Storms, Their Nature, Classification and LawB. Porter and Coates Philadelphia, U.S. 1875.
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zusammentreffen, ist das Bild des wirklichen Gradienten. Sie verändert beim Fort- schreiten des Sturmes ihre Lage fortwährend wie ein doppeltes Pendel*), dessen XJnterstützungspankt gleichzeitig mit fortschreitet
Wenn bei der fortschreitenden Bewegung des Südost- oder Hochdrucksturmes die Begegnungsfiäche zum Stillstand kommt, d. h. die beiden Strömungen in den Zustand eines Gleichgewichts treten, das durch irgend eine Ursache, meist topo- graphische Verhältnisse, gestOrt werden kann, und das wir unstabiles Gleichgewicht nennen wollen, so entsteht die 4. Art, die Lokal-Progressiv- Stürme, wie Tornados, Hagelstürme, Wasserhosen, Sandhosen, WolkenbrQche und in den Tropen die wirk- lichen Oyklonen. Dies findet dann statt, wenn die Gegensätze in Temperatur, Windesrichtung und Feuchtigkeit sehr schroff sind.
Wir haben somit 3 Grundformen von Wolken: die Fläche, Stratus; die Kugel, Cumulus; den Kegel, Ck>nus und die zusammengesetzte Form — Cumulo- Stratus, um die 4 Arten der Stürme zu charakterisiren und vorher zu erkennen.
Daraus ergiebt sich nun die folgende Classification der Stürme.
1. Local-Stürme, bestehen in einer vertikalen Ausgleichung zwischen Kalt und Warm. Stationär. Windbewegung — centripetaL Charakteristisch für die Tropen. Charakteristische Wolke — Cumulus.
2. Progressiv- Stürme, bestehen in einer horizontalen Ausgleichung zwischen Kalt und Warm. Fortschreitend und oscillirend zwischen warmen und kalten hohen Barometerstanden. Windbewegung verschieden.
a) Nordost- oder Niederdruck-Stürme, bestehen in der Verschiebung des kalten durch den warmen Luftstrom. Winterstürme. Gehen mit Men- dem Barometer über uns her. Temperatur Wechsel von Kalt nach Wann. Char. Wolke — Stratus.
b) Südost- oder Hochdruck-Stürme, bestehen in der Verschiebung des warmen durch den kalten Luftstrom. Sommerstürme. Gehen mit steigendem Barometer über uns her. Temperatur Wechsel von Warm nach Kalt Char. Wolke — Cumulo-Stratus.
3. Local- Progressiv -Stürme, entstehen durch die Störung des unstabilen Gleichgewichts der beiden entgegengesetzten Luftströmungen der Hoch- druck-Stürme und folgen deren Diagonale unter dem Cumulo-Stratus her. Windbewegung rotirend (Tornados, Hagelstürme, Wasserhosen, Sand- hosen, Wolkenbrüche und die wirklichen Cjclonen der Tropen). Char. Wolke — Conus.
Tornados.
Tornados sind heftige, im Kreise sich drehende Winde in spiralförmig aufwärts gehender Bichtung. Ihre charakteristische Wolkenform ist ein Kegel, der seine Basis nach oben richtet, und mit seiner Spitze anÜEUigs im Zickzack, später in gerader Bichtung über den Erdboden hinwegfegt Der Tornado ist die ausgebildetste, charakteristischste Form deijenigen Stürme der gemässigten Zone, welche ich in meiner Classification der Stürme Local-Progressiv-Stürme genannt habe, weil ihre Entstehung einer- seits mit eigenthümlichen Localverhältnissen zusammenhängt, auf die ich weiter unten eingehend zurückkommen werde. Sie sind nicht allein die interessantesten, sondern auch die lehrreichsten und daher für die Wissenschaft bedeutungsvollsten aller Stürme, weil sie ihr scheinbar geheimnissvolles Treiben, ihre Geschichte in greif- und messbaren Zügen über engbegrenzte, leicht übersehbare Strecken auf den Erdboden schreiben.
Unter allen Stürmen der gemässigten Zone sind die Tornados die kleinsten
1) Siebe Fig. 6 p. 83 meines Werkes.
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in AnsdehnuDg, aber die wildesten nnd farchtbarsten in ihrer zerstörenden Wirkung. Ihre ZerstOnmgsbahn ist scharf begrenzt and bildet schmale, läDgliche Streifen, deren Länge gewöhnlich 20 englische Meilen nicht überschreitet, und deren Breite selten über 600 Schritte hinausgeht Auf diesem kleinen Raum richtet der Tornado indessen in wenigen Minuten eine Zerstörung an, die aller Beschreibung spottet nnd die um so mehr überrascht und in Erstannen setzt, als die Erscheinung dem arglosen Beobachter plötzlich in die Wirklichkeit zu kommen scheint
Sie entstehen, wie aus dem Weiteren hervorgehen wird, durch das Zusammen- treffen zweier Ursachen, wovon die eine in einem besonderen Zustande der Lufk, die andere auf der Erdoberfläche zu finden ist Die Luft muss in ihrer horizontalen Bewegung zvrischen schroffen Gegensätzen in Temperatur, Windesrichtung und Feuchtigkeit einen Zustand erreicht haben, den wir unstabiles Gleichgewicht nennen wollen, d. li. ein Gleichgewicht, das leicht gestört werden kann, und in diesem Zustande über einer Stelle der Erdoberfläche angelangt sein, die durch topographische oder andere Verhältnisse dieses Gleichgewicht stören kann. Tornados sind also zunächst das Produkt schroffer Gegensätze in Temperatur, Windesrichtung und Feuchtigkeit und daher vorzugsweise in Nordamerika zu Hause; denn Nordamerika ist das Land schroffer Gegensätze in diesen Dingen in Folge eigenthümlicher topographischer Verhältnisse und Lage. Man kann sie daher speciflsch amerika- nische Stürme nennen. In keinem andern Lande der Welt kommen die Tornados 80 häuflg nnd so charakteristisch vor, wie in Nordamerika. Als im Jahre 1884 die amerikanische Wetterwarte, das Signal Service Bureau, viele Jahre nach ihrer Begründung endlich anfing, diesen wichtigen Stürmen einige Aufmerksamkeit zu schenken, zählte man 172 Tornados, welche in dem einen Jahre vorgekommen waren. Wenn man indessen die zahlreichen Tornados, die in nnbewohnten Terri- torien und anderswo ungesehen stattfinden, nnd die vielen Hagelstürme, welche ich eben&lls für Tornados halte, die mit ihrer Spitze nicht auf die Erde kommen, hinzuzählt, so geht man wohl nicht irre, im Durchschnitt auf den Tag 2 — 3 Tornados zu rechnen. Viele dieser vrilden Stürme verursachen in weniger als 15 Minuten den Verlust von Hunderten von Menschenleben und von Millionen Dollars in zerstörtem Eigenthum.
Es ist natürlich, dass ein solches, mysteriöses, zerstörendes Phänomen, welches 80 häufig nnd fast ausschliesslich in Nordamerika vorkommt, den Forschersinn der Amerikaner vorzugsweise auf sich zog. In dieser Hinsicht stehen die verdienst- vollen Amerikaner Bedfield und Espy in erster Linie. Bedfield fand, dass die zerstörten Bäume etc. so liegen, wie eine rotirende Luftsäule von unbekannter Höhe nnd einem Durchmesser von 100 — 2000 englischen Meilen, die sich um ihre senkrechte oder etwas geneigte Axe dreht nnd gleichzeitig fortbewegt, sie legen müsste, und er benutzte diese von ihm in Tornados gefundenen Thatsachen, die von Piddington und Cappbb im Anfange dieses Jahrhunderts aufgestellte Cyclonen- Theorie der Stürme im Allgemeinen zu befestigen. Espy auf der anderen Seite behauptete, das der Wind in Tornados und in Stürmen im Allgemeinen in gerader Linie nach einem Mittelpunkt (wenn der Sturm rund) oder nach einer Mittellinie (wenn der Sturm länglich) fliesse, und er benutzte diese ebenfalls in Tornados gewonnenen Erfahrungen, seine Gentripetaltheorie zu beweisen. Dove stellte sich auf die Seite von Bedxibld und verschaffte der Cjclonentheorie durch seinen berühmten Namen den Vorrang. Er versuchte dieselbe wissenschaftlich zu begründen, indem er die beiden entgegengesetzten Luftströmungen in der gemässigten Zone bei ihrem Zn- sammentreffen als nebeneinander liegend annahm.
So standen die Sachen vor 40 Jahren, als ich am 22. August 1851, ein Jahr nach meiner Ankunft in Amerika, die erste Gelegenheit und das Glück hatte, die Vorbereitungen in der Natur zu einem Tornado zu beobachten, und zwar ohne
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ihre Bedentong zu kenDen. Ich muaa nämlich hier erwähnen, dass mir znr Zeit diese Erscheinung und die eben genannten Theorien ganz fremd waren, das Oe- sehene aber gerade deshalb einen tiefen, unauslöschlichen Eindruck auf mich machte, der durch spätere, ähnliche Erfahrungen lebendig erhalten und erweitert wurde. • Unbekannt mit den Rathschlägen meiner Vorgänger, namentlich Bedfdbld's, wie ein Tornado untersucht werden muss ^), schlug ich in meinen Untersuchungen einen ungebahnten Weg ein, und sah und fand Vieles, was bis dahin unbeachtet geblieben war. Manches davon hat sich während der letzten Jahre in der Meteorologie unter anderem Namen eingebürgert, manches ist aber auch bis heute noch nicht recht erkannt und bekannt geworden, namentlich nicht in Deutschland.
Während dieser langen Reihe von Jahren habe ich Gelegenheit gehabt, viele Tornados in verschiedenen Stadien ihrer Entwickelung zu sehen, und die Ueber- zeugung gewonnen, dass alle im Wesentlichen übereinstimmen, obgleich nicht alle das vollständige Bild der Zerstörung zeigen, welches ich in dem obigen Tornado das Glück hatte zu sehen. So hatte ich in den letzten 5 Jahren meiner Anwesenheit in Philadelphia allein Gel^enheit, 4 Tornados über einen kleinen Theil der Stadt kommen zu sehen. Alle vier kamen von derselben Lokalität, dem Zusammenflusse des Schuylkill in den Delaware, und nahmen ziemlich die- selbe Richtung. Der Tornado am 3. August 1885 zerstörte circa 500 Häuser in Camden und dem oberen Theile Philadelphia's und mehrere Menschenleben. Der Tornado im nächsten Jahre nahm nur einige Dächer ab, und zerstörte dann ein einziges neu gebautes 3 Etagen hohes Ziegelstein-Gebäude; das Letztere nahm er von seinem Fundamente auf, warf es als Schutthaufen einige Fuss abwärts und verschwand aufwärts. Die anderen zwei Tornados waren unbedeutend. Alle zeigten über die erste Strecke ein unbeschriebenes Blatt, indem sie über Wiesen und den Fluss herkamen, wo nichts Zerstörbares vorkam. Dass alle von derselben Stelle her den Anfang nahmen, ist so Tomado-Art, und deutet darauf hin, dass sie lokaler Natur sind.
Als ich der Entstehung des West-Cambridge-Tomado in 1851 zusah, war ich mit dem Assistenten Agassiz's auf der Wiesenfläche zwischen Old- und West- Cambridge mit anderen wissenschaftlichen Dingen beschäftigt Der Himmel war voll- ständig klar und die Luft ausserordentlich schwül und erdrückend heiss. Man hatte Mühe zu athmen, ein Zeichen, dass der Luftdruck sehr gering war. Es henschte eine vollständige Windstille, kein Blättchen bewegte sich. Die inten- siven Sonnenstrahlen schienen uns in aller Stille an den Boden festnageln zu wollen. Eine solche feuchte, schwüle Hitze hatte ich in Deutschland noch nie erlebt. Plötzlich wurden wir in unserer stillen Beschäftigung durch ein lange anhaltendes Bollen von fernem Donner erschreckt Als wir die Augen nach der betrefienden Gegend richteten, sahen wir im Nordwesten eine langgestreckte, schwarze Wolkenbank langsam über dem Horizonte erscheinen. Bald aber machte dieselbe Halt, und wir fuhren in unserer Beschäftigung fort Es mochten circa zwei Stunden verflossen sein, als wir derselben Wolke noch einen letzten Blick zuwarfen und den Bücken zukehrten, um nach Hause zu gehen. Die Wolke war uns während der Zeit wieder näher gerückt und stand in dem Augenblicke über West-Cambridge scheinbar unbeweglich still und fest, wie eine Mauer. Am nächsten Morgen las ich in der Zeitung einen mir unglaublichen Bericht über die Zerstörung eines Tornados, der der Beschreibung gemäss über das Terrain gegangen war, über welchem wir am vorigen Tage die Wolke in unbeweglicher Stellung gesehen hatten. Wir hatten nicht so bald die furchtbare Verwüstung in Augenschein genommen, als wir auch schon eine Vermessung derselben untere
1) American Journal of Science and Arts for October, 1841, p. 77.
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nahmen, um das Bäthsel zu lösen. Aach war Eile nothwendig, wenn man die gegenseitige Lage nnd Sichtung der Bfiome etc. aufnehmen wollte, wie der Tor- nado sie gelegt hatte; denn die Yankees fingen ebenfalls gleich an, die umgeworfenen Obstbäume mit Maschinen in ihre Lage zurückzubringen und zu retten. Ich hatte nämlich fClr die Vermessung eine Quersection vor West- Cambridge gewählt, über welcher meist Obstgärten lagen und über welche die Zerstörung ziemlich gleichmässig über die ganze Breite (600 Schritte) ging. Trotz der Vorsicht, schnell zu verfohren, gelangte ich zu keinem befriedigenden Besultate. Die Bäume lagen nach allen Bichtungen, vorwärts, rückwärts, nach innen und nach aussen, scheinbar ohne alle Ordnung. Hätte ich damals Bedfield*s TJnter- suchnngen und die Cjclonen- Theorie gekannt, so würde ich mich wahrscheinlich damit be- gnügt haben nnd ein Anhänger dieser Theorie geworden sein. Glücklicherweise hatte ich damals diesen Nachtheil nicht, und folgte, mehr Auf- schluss suchend, der Zerstörungsbahn bis zu Ende. Hier fand ich denn auch eine ganz ver- schiedene Anordnung der zerstörten Gegenstände; sie lagen nämlich von beiden Seiten nach einer Mittellinie zu, mit einer Neigung vorwärts. Es war, wie wenn ein Vacuum vorüber gegangen wäre, welches die Gegenstände zu und mit sich fort gezogen hätte. Wenn ich die Anordnung der Mittelsection nicht gesehen und nur Espy's Untersuchungen und Theorie gekannt hätte, wahr- scheinlich würde ich auf seine Seite getreten sein. Die grosse Verschiedenheit in der Anordnung der Zerstörung über die Mitte und das Ende der Bahn hin leitete mich auf den Gedanken, dass in diesen zwar rein physikalischen Phänomenen vielleicht auch eine Entwickelung vom Einfachen zum mehr Complicirteren stattgefunden habe, ähnlich der in der Thierwelt, und dass ich dann im Anfang der Entstehung Gelegenheit haben würde, die Gesetze in ihrer Einfachheit kennen zu lernen. In dieser Hoffnung ging ich zurück zu den ersten Spuren der Zerstörung oberhalb Walthheim. Als ich diese ermittelt hatte, kehrte ich um und folgte über die rechte Seite CD Fig. 1 der Zerstörungsbahn nach Nordosten, in- dem ich mit dem Compass die Richtung der niedergeworfenen Bäume in meinem Wege be- stimmte. Hier bemerkte ich recht bald eine merk- würdig regelmässige Veränderung in der Lage der umgelegten Bäume zur Bichtung der Bahn: während die ersten einen ganz spitzen Winkel mit der Bichtung der Bahn CD bildeten, gleichsam in der Bichtung des herrschenden Südwestwindes lagen, neigten sich die folgenden successiv immer mehr quer über die Bahn, so
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wie es die Pfeile 1, 2, 3, Fig. 1 darstellen. Beim Weitergehen wiederholte sich eine ähnliche Verändemng in der Lage der Bäume, über die ich hinwegschritt^ wie es die Pfeile 4, 5, 6 darstellen, und ebenso bei einer folgenden Serie von Bäumen, die ich mit den Pfeilen 7, 8, 9 bezeichnet habe. Als ich zum dritten Male an Bäumen ankam, welche die grösste Neigung quer über die Bahn an- nahmen (Pfeil 9), folgte ich dieser Richtung, geführt durch umgeworfene Bäume in gleicher Lage, und wurde über einen ansteigenden Grund in einen dichten Wald zu einem Punkte geführt, den wir V nennen wollen, auf welchen alle umgeworfenen Bäume in diesem Walde und der dritten Serie auf der rechten Seite* der Bahn gerichtet waren. Von diesem Punkte aus konnte ich ein Feld der Zerstörung den Hügel hinab übersehen, welches die (Gestalt eines Dreiecks oder richtiger Sphenoids hatte, dessen Basis über den Bäumen der dritten Serie auf der rechten Seite der Bahn lag und dessen Spitze eben dieser Punkt b" bildete (siehe Fig. Dreieck a''b"c'0- Die Grenze dieses ZerstOrungsdreiecks war auf 2 — 2 V2 Fuss bestimmbar. Ueber diese Grenze an den beiden Seiten des Dreiecks hinaus war keine Zerstörung. Wenn man über die Zerstörung hinweg sah, erhielt man den Eindruck, als wäre ein zerstörender Keil von der rechten Seite her quer über die Bahn geflogen, der mit seiner Spitze bei dem Punkte b'' und mit seinem breiten Ende über der dritten Serie auf der rechten Seite Halt gemacht hätte. Diese wichtige Entdeckung deutete so entschieden auf eine Gesetzmässig- keit, dass ich beim letzten Baume der zweiten und ersten Serie dasselbe Verfahren einschlug, d. h. der Richtung dieser Bäume und derer, die in derselben Sichtung quer durch die Bahn lagen, folgte und zu ähnlich liegenden Punkten b', bezw. b geführt wurde, von denen aus die Zerstörungsdreiecke (a'c'V und abc) mit ihrer Basis auf der zweiten und ersten Serie auf der rechten Seite der Bahn deutlich zu übersehen waren. Wenn wir diese bedeutungsvollen Punkte b, b', b" etc. durch eine Linie verbinden, so erhalten wir die Mittellinie der Zerstörungsbahn, der man den Namen Axe (EF) gegeben hat Obgleich dieser Name für die erste Strecke der Bahn nicht ganz passt, so wollen wir denselben des allgemeinen Verständnisses halber hier beibehalten.
Allgemeine üebersicht der Zerstörang.
Nach dieser vorläufigen Untersuchung, die schon den Schlüssel zum Ver^ ständniss dieses räthselhaften Phänomens in sich enthält, schritt ich zu einer genaueren Vermessung über die ersten Meilen der Bahn, welche in Appendix B meines Werkes enthalten ist ^). Hieraus gehen folgende wichtige Thatsachen hervor:
1. Die Zerstörung geht über den Anfang der Zerstörungsbahn mehrere Meilen weit nur von der rechten Seite, vom Süden her, aus, und zwar quer über die Bahn.
2. Die Zerstörung findet absatzweise und successiv über Dreiecke statt, welche ihre Basen auf der rechten Seite der Zerstörungsbahn und ihre Spitzen auf der Axe liegen haben.
3. Zwischen diesen dreieckigen Zerstörungsfoldern (a b c, a' b' c', a" b" c" etc.) liegen ähnlich geformte Felder (bdV, b'd'b'' etc.), welche ihre Basen auf der Axe und ihre Spitzen nach der rechten Seite hin liegen haben, über welchen die Bäume etc. verschont geblieben sind.
4. Die Spitzen der Zerstörungsdreiecke, die Punkte b, b', b'' u. s. w. liegen immer weiter auseinander, d. h. die Entfernung b'b'^ ist grösser als bb' u. s. w.
5. Die Zerstörungsdreiecke werden successiv immer mehr in die Länge
1) Storms, Their Nature, Classification and Laws by William Blasius. Porter et Coates, Philadelphia U. S. 1875.
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gezogen, d. h. sie nehmen mehr und mehr die Richtung der Bahn an, statt wie das Srste quer zu derselben zu liegen.
6. lieber die ganze linke Seite der Bahn, also nördlich der Axe (EF), ist keine Spur yon Zerstörung zu finden; und zwar nicht etwa, weil es über den yerschont gebliebenen Feldern an zerstörbaren Q^genständen mangelte.
Man findet wohl in allen Tomadobeschreibungen die Thatsache als räthsel- haft angeführt, dass dicht neben zerstörten Gegenständen andere unbeschädigt ge- blieben sind. Derartige Thatsachen findet man über die ganze Länge der Bahn, und dies findet wohl in der bekannten Erfahrung eine Erklärung, dass bei Stürmen aller Art das Biegsame nachgiebt, wo das Starke bricht Die Thatsache aber, dass zwischen zerstörten Feldern andere und zwar yon ähnlicher Form yorkommen, über denen dem Anscheine nach nichts beschädigt ist, war bis dahin nicht beob- achtet worden, und gerade diese Thatsache scheint mir yon der grössten Bedeutung zur Erklärung der zahllosen räthselhaften Erscheinungen in Tornados.
Nachdem die einzelnen Thatsachen (Appendix B) festgestellt waren, unterwarf ich sie, mit der Karte in der Hand, einem sorgfältigen Studium an Ort und Stelle. Die Ausnahmen yon der allgemeinen Begel wurden besonders berücksichtigt, weil man dadurch gewöhnlich auf die wichtigsten (jesichtspunkte aufmerksam wird, die man bei Untersuchungen aller Art ins Auge zu fassen hat So wurde ich z. B. durch das Studium yon scheinbaren Ausnahmen in der Bichtung der Bäume auf die Wichtigkeit der topographischen Verhältnisse der Erdoberfläche geführt, was ich bei der Vermessung der Mittelsection in West-Cambridge nicht berücksichtigt hatte, und was meine Vorgänger, wie ich beim Studium ihrer Arbeiten später fand, ebenfalls yernachlässigt hatten. Durch die richtige Berücksichtigung solcher Ver- hältnisse wurden die Ausnahmen zur Bestätigung der obigen Begeln. So wurde ich durch eine unregelmässige Anordnung der Zerstörung an der Spitze des erstpn Zerstörungsdreieckes auf die wichtige Thatsache aufmerksam, dass hier über einem kleinen Baume yon ca. 20 Fuss Durchmesser eine rotirende Bewegung im Strauch- werk stattgefunden hatte, die aber gleich darauf yerschwand, und nur in den Spitzen der Bäume, am Abhänge, quer durch das erste yerschont gebliebene Feld bdb', in der Bichtung be noch zu sehen war. Erst an der Spitze des yierten Dreieckes war diese rotirende Bewegung in der Zerstörung wieder auf der Erde sichtbar, wuchs yon dort aus zusehends im Durchmesser und in der Stärke der Zerstörung, die geradlinige Zerstörung über die rechte Hälfte der Bahn immer mehr ver- wischend, bis sie in West-Cambridge, der zuerst yermessenen Quersection, die ganze Zerstörungsbahn links und rechts überzog. Alle Zerstörung war über die Mitte der Länge der Bahn hin rotirender Art und am grössten. Gegen Medford yerschwand aber auch diese wieder und machte über den letzten Theil der Bahn hin einer geradlinigen Zerstörung Platz, welche indessen hier yon beiden Seiten zu einer Mittellinie hin sich geltend machte.
So lösten sich die oft discatirten Widersprüche zwischen Bbdfibld und Espy. Sie hatten Beide recht gesehen, nur nicht das Ganze, üeber das Ende des Tor- nados her war die Darstellungsweise Espy*s die richtige, über die Mitte her die yon Rbdfieli). Für den ersten Theil der Bahn passte indessen keine Beschr&l- bung dieser beiden Herren und ebensowenig eine ihrer Theorien.
Hier treten die schlimmen Folgen von irreführenden theilweisen und momen- tanen Beobachtungen und Untersuchungen, die wieder auf einer falschen Vor- stellung über die Natur der Stürme beruhen, klar hervor. Beide scheinen von dem Gedanken überzeugt gewesen zu sein, dass die Stürme fertig von aussen in die Atmosphäre kommen und sich während ihrer Existenz gleich bleiben. Wären sie von der Vorstellung über die Natur der Stürme, die sich durch meine Unter- suchung hier so klar herausstellt, dass sich dieselben in unserer Atmosphäre vom
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Einfachen zum Zusammengesetzten entwickeln und fortwährend verändern, aus- gegangen, so würden sie sich wohl nicht mit kleinen Quersectionen begnügt haben. Auch scheinen sie von der falschen Voraussetzung ausgegangen zu sein, dass die Stürme alle einer Art sind und daher demselben Gesetze folgen ; denn sonst würden sie wohl die in Tornados gefundenen Thatsachen nicht zur Begründung der Stürme im Allgemeinen angewandt haben. Ich bin ausführlich auf diesen Punkt ein- gegangen, weil in vielen maassgebenden Untersuchungen der Jetztzeit ähnliche Methoden angewandt werden, die sehr häuüg dazu führen, Ursache und Wirkung zu vertauschen.
Hierauf suchte ich den Zustand der Atmosphäre, soweit dies damals möglich war, zu ermitteln, und zwar vor, während und nach dem Tornado und das sowohl nördlich wie südlich von der Bahn. Hierauf scheint ebenfietlls nicht genug Werth gelegt worden zu sein, denn es wird in früheren Beschreibungen nur von einem warmen Südwestwinde gesprochen. Hier stellte sich heraus, dass vor dem Tornado nörd- lich von der Bahn derselbe Luftzustand herrschte, den ich im Eingange oben südlich von der Bahn beschrieben habe, dass aber während des Tornados und kurze Zeit nachher diese Luftbeschaffenheit durch einen kalten Nordwestwind plötzlich ersetzt wurde. Indem ich meine Nachforschungen noch weiter nach Norden hin anstellte, fand ich, dass ein ähnlicher Temperatur- und Windwechsel von Nordwesten her über den Staaten New-Hampshire, Maine, Mass. in Begleitung von Gewittern statt- gefunden hatte, und dass die Gewitterwolke, welche mit unserem Tornado in Ver- bindung stand, ein Gewitter in seiner höchsten Ausbildung, aber ganz verschieden vom Tornado warJ) Sie folgen anderen Gesetzen und anderen Sichtungen.
Erklärung.
Die abwechselnden Felder der Zerstörung und Nichtzerstörung im Inneren der Bahn deuten mit Bestimmtheit darauf hin, dass hier zwei Eräfbe, eine zer- störende und eine schützende, thätig waren, und diese können nur in den beiden entgegengesetzten Luftströmungen von verschiedener Temperatur und Feuchtigkeit gefunden werden. Die scharfe Begrenzung zwischen diesen Feldern beweist die Nähe dieser beiden Kräfte auf der Erde und ihre grosse Spannung; die scharf begrenzte
1) Diese Stürme, welche ich schon in meiner ersten Publicadon 1852 (s. Appendix A), als eine der zwei Unterarten der progressiven Stürme, in Bezuff auf ihre Entstehung, Fortpflanzung, charakteristische WofKenform u. s. w. beschrieben und cbarakterisirt habe, sind in ihrer vollständigen Ausbildung nächst den Tornados in Nordamerika die furchtbarsten Stürme, Ich benannte sie in dieser Publication mit dem Namen, den Seeleute ihnen gegeben — Squalls. In meinem Werke — Storms u. s. w. — ist eine ausführlichere Charakteristik pp. 91—114. Dort habe ich ihnen den Namen ihrer Richtung gegeben — Südoststürme. Sie sind von dem Signal Service Bureau, der Amerikanischen Wetterwarte, niemals recht als Stürme erkannt und daher immer mit „schönem Wetter*' prophezeit worden, weil sie mit steigendem Barometer und nicht nach der Theorie der Meteorologen mit fallendem Barometer über uns herziehen. Zu dieser Art Stürme gehörte z. B. der furchtbarste Sturm, der je an der Amerikani- schen Küste vorgekommen, der Nova-Scotia-Sturm (am 23.— 25. Aug. 1873), in welchem 1032 Schiffe und an 500 Menschenleben zu Grunde gingen (Chief Signal Ofßcers Report for 1873 p. 1025, Appendix E). Auf Seite 180—194 habe ich mit den Karten des Signal Service Bureau nachgewiesen, dass dieser Sturm mit steigendem Baro- meter kam und doch ein Sturm war, und dass jenes Institut denselben 3 Tage vorher an der Küste mit „Sturm*' statt mit „schönem Wetter** hätte anzeigen können, wenn es ihn als Sturm erkannt hätte. Nach verschiedenen Illustrationen ähnlicher Art von Stürmen dieser Klasse hat sich der Chief of Signal Service, Gen. A. W. Gbbblt, in seinem Werke „American Weather** (p. 180) endlich 1888 bequemt, diese Stürme anzuerkennen. The great March Blizzard 1888 (April-Heft Meteor. Ztschrft. 1890), und der Sturm, welcher Jonestown ganz vernichtete, sind Beispiele dieser Art Stürme, welche das S. S. Bureau U. S. nach der bisherigen Theorie nicht erkennen konnte.
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Wolkenbank zeigte die Stellang und Lage derselben in der Höhe Ober der Zerstörungs- bahn. Da die ZerstOrang über die erste Strecke der Bahn hin nur von der rechten Seite, Ton Süden her in der Richtung des herrschenden Windes, stattgefunden, so ist die zerstörende Kraft eben in diesem Südwestwinde, und die schützende Kraft in dem gegenüberstehenden Nordwestwinde zu finden. Da nun die Bäume über die ganze linke H&lfte der Bahn bis zur Axe E F, den Punkten b, b', b" u. s. w. verschont geblieben waren, so muss der kalte Nordwestvdnd in dem Momente, ah) das un- stabile Gleichgewicht eintrat, bis zu dieser Linie gestanden und diese Bäume um- hüllt und gegen den schräg über den kalten Nordwestwind heftig auffliessenden Südwestwind geschützt haben. Dass solches stattfand, geht zunächst aus der Wolkenlage zur Bahn hervor; die schwärzeste Linie, welche die Basis des Cumulo- Stratus bezeichnet, lag in der Richtung der Axe, nur et?ras nördlich, so dass die Begegnungsfläche der beiden Ströme in einer schrägen Lage gewesen sein muss. Die wichtige Thatsache, dass der warme Südwestwind beim Zusammentreffen mit dem kalten Nordwestwinde schräg über diesen aufwärts fliesst, geht auch aus dem Bruch der Bäume hervor, die an der rechten Seite, namentlich in dem Wäldchen X, an der Erde abgebrochen, weiter nach dem Punkte b zu aber in einer grösseren Höhe. Die beiden entgegengesetzten Luftströmungen liegen daher wie zwei Keile übereinander: der kalte mit seinem dünnen Ende unten auf der Erde nach dem warmen hin; der warme Strom oben mit seinem dünnen Ende in der Region der Oirruswolken nach dem kalten hin.
Um die ferneren Begebenheiten ganz zu verstehen, müssen wir die Topographie des Terrains mit berücksichtigen. Die Begegnungsfläche der beiden Luftströmungen war in der beschriebenen Beschaffenheit und Lage quer über dem oberen Ende des Thaies angekommen, welches von der 100 Fuss hohen Hochebene von Nordwesten nach Südosten in die Ebene mündete und dem über ihm liegenden Theile des kalten, schweren Nordwestwindes plötzlich einen freien, ungehinderten Ausfluss nach der Ebene hin gestattete. Dieser Ausfluss wurde um so mehr begünstigt, als das Thal nach Südwesten durch den höchsten Berg um Boston, Prospect Hill (480'), einen Ausläufer von der Hochebene, gegen den Widerstand gebenden Südwestwind geschützt wurde. Dies erklärt das erste Zeichen des Aufruhrs in der allgemeinen schwülen Stille, das Heranbransen des kühlen Nordwestwindes, welcher die im Thale wohnenden Menschen nöthigte, ihre Häuser nach Norden hin zu schliessen. Sie hörten plötzlich ein Tosen, wie von einer Eisenbahn kommend, über sich hinweg- gehen und sahen eine Wolke südlich über dem Thale, die sich nach dem Punkte b und darauf nach West-Cambridge zu bewegte.
Der rasche Abfluss der quer über dem Thale stehenden Nordwestluft ver- ursachte in der Wolkenhöhe ein entsprechendes Luftthal, durch welches der vor dem gesunkenen Theile balancirende Südwestwind nach Nordwesten hinaufschnellte, seine Richtung also änderte und den Anfang eines Wirbels herstellte. Dieser Vor- gang teigt sich gewöhnlich durch das unruhige Hin- und Herschiessen frischer und noch schwärzerer Wolken, die sich in Folge der plötzlichen Condensation in der mit Wasserdunst gesättigten, aufwärts schnellenden warmen Luft bilden. Die Centrifngalkraft dieser neugebildeten Wolken und die frei gewordene latente Wärme tragen dazu bei, den inneren Raum zu erweitem und die Luft zu verdünnen. Dieser Wirbel wird nun vor der durchs Thal abfliessenden kalten Luft hergetrieben, saugt immer tiefer liegende warme Luft ein, deren Feuchtigkeit sich condensirt und den Wirbel nach unten verlängert Wenn der Wolkenkegel über der Mün- dung des Thaies, südlich von Prospect Hill, in dem Bereiche des herrschenden Süd Westwindes angekommen ist, wird er von diesem in dessen Richtung nach dem Punkt b hingefQhrt, wo er mit seiner Spitze auf dem Ausläufer der 100' hohen Hochebene die Erde berührt, die Luft über dem ersten Felde der Zer-
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30 n. AbtheUoDg.
störang abc mit Wucht einsangt nnd so das erste Feld der Zerstörung yer- nrsacht Es ist leicht einzusehen, dass die in den Wolkenkegel schiessende Luft nach b immer mehr zusammengedrängt wird und so über das Feld der Zer- störung die Form eines Dreieckes machen muss.
Folgende interessante Erscheinung giebt uns femer Aufschlflsse nach yer- schiedenen Richtungen. Südöstlich Ton dem Wäldchen X war eine Landstrasse g und zu beiden Seiten eine Beihe Ulmen. Beide Beihen waren an* der Seite, von welcher der Südwestwind über sie nach b zog, von einer gewissen Höhe an 2 — 2 Vi Fuss aufwärts mit Mudde bedeckt und zwar die obere und untere Grenze wie mit einem Messer abgeschnitten. Die bedeckte Stelle lag auf der südlicheren Beihe von Bäumen tiefer als an der gegenüberliegenden. Kein Wasser war in der Nähe zu finden. Erklärung: Beide Beihen waren von dem kalten Nordwestwinde, der durchs Thal abwärts schoss, umhüllt und abgekühlt bis zur obersten Linie der Muddestelle. Der nach b mit Wucht gezogene feuchte und warme Südwestwind ging über die Bäume her, drückte den kalten Nordwestwind 2 — 2 1/2 zurück und 80 47urde auf der vom kalten Winde entblössten Stelle durch die Condensation der Wasserdflnste, vermischt mit dem Staube, Mudde fabricirt und über die vorhin erkaltete Stelle aufgelegt und nicht weiter. Hier zeigte sich ebenfalls die ge- neigte Bichtung der Begegnungsfläche, die Nähe und Spannung der beiden Winde und der grosse Temperaturunterschied der beiden entgegenstehenden Winde.
Der häufig beobachtete zweite Kegel, welcher sich unten an den ersten in umgekehrter Lage ansetzen soll, entsteht offenbar durch den im Südwestwinde weggefegten Staub. Der Kegel scheint sich zu heben, wenn dieser Staub auf spiralförmigem Wege im Wolkenkegel nach oben verschwindet
Nachdem die Südluft über dem ersten Zerstömngsfelde vom Wolkenkegel bei b theilweise verschlungen, der balancirende Widerstand derselben an der Stelle nachgelassen hat, fliesst der Nordwestwind über das nächste Feld b d b' in der Bichtung be, den Wolkenkegel von b vor sich herschiebend und abwärts ver- längernd, wie vorhin im Thale. So wird der Nordwestwind für die auf diesem Felde stehenden Gegenstände ein Schutz gegen den zweiten Einsturz südlicher Luft über das zweite Zerstörungsfeld a'Vc'. Sobald nämlich der Wolkenkegel auf seinem Wege b e wieder in den Bereich und die volle Macht des Südwestwindes getreten, wird er in dessen Bichtung nach b' getrieben, wo er die Luft über dem zweiten Zerstörungsfelde bei b' aufsaugt, die Zerstörung über dieses Feld hin an- richtet und wieder, wie bei b, in die Höhe schnellt Die bei b' in Balance ge- haltene Nordwestluft rückt nun wieder in ihrer Bichtung b' e' vor, den Wolkenkegel vor sich herschiebend, und giebt den Gegenständen auf diesem Felde Schutz gegen den Einsturz des Südwestwindes über das dritte Zerstörungsfeld a" b" c" u. s. w. So erklärt sich die oft gemachte Beobachtung der Oscillation des Wolkenkegeis auf- und abwärts, und in den horizontalen Bichtungen der beiden entgegengesetzten Strömungen von Nordwest und Südwest Bei den Punkten b, b', b'' etc. kommt der Wolkenkegel entweder ganz oder beinahe auf die Erde. Im ersten Falle zeigt sich eine rotirende Bewegung, wie bei b; im zweiten wird die Zerstörung nach der spitzen Mündung hin zusammengezogen und bildet die Spitze des Sphenoids oder Dreiecks. Li diesem Tornado kam der Kegel erst beim 4. Dreieck wieder ganz auf die Erde und blieb von da an auf derselben.
Es scheint in der Natur dieser Verhältnisse zu liegen, dass diese Oscillationen immer kleiner werden und bald ganz verschwinden, indem der Wolkenkegel von den beiden wirkenden Kräften immer mehr in die Diagonale derselben getrieben wird. Da die beiden Kräfte, der Nordwest- und der Südwestwind, continuirlich auf den rotirenden Wolkenkegel wirken, so muss die progressive Geschwindigkeit desselben wachsen, d. h. die Punkte b, b', b" etc., wo der Kegel auf die Erde
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Physik. 31
oder ihr nahe kommt, immer weiter aus einander rücken und die Zerstörongs- dreiecke sich in die Länge ziehen and die Bichtung der Bahn nehmen.
Es ist femer klar, dass, so lange die progressive Geschwindigkeit des Wolken- kegels die Geschwindigkeit des Südwestwindes nicht erreicht hat, der Durchmesser des rotirenden Wolkenkegels wachsen mnss, indem die um den Kegel liegende Luft Zeit hat, an der Bewegung des Kegels Theil zu nehmen. Dies stimmt ganz mit den Thatsachen. Als der Wolkenkegel bei b zum ersten Mal auf die Erde kam, reichte seine rotirende Bewegung kaum über einen Kreis von 20' Durchmesser. Als der Kegel bei b'", dem 4. Zerstörungsdreieck, wieder auf der Erde erschien, war sein Durchmesser bedeutend grösser und erweiterte sich nun zusehends, bis er Hber dem erst Yermessenen Stücke bei West-Cambridge die ganze Breite der Bahn Ton 600 Schritt einnahm und die geradlinige Zerstörung von der rechten Seite her ganz verwischte.
Hat der Wolkenkegel endlich eine Geschwindigkeit erhalten, welche der Summe der Geschwindigkeiten der beiden treibenden Kräfte gleich kommt, also grösser ist, als jede derselben, so geht der Kegel in Folge des erlangten Momentum gegen den Wind, seiner Zerstörung entgegen. Es ist nämlich dies der Zeit- punkt, wo der grossen fortschreitenden Geschwindigkeit des Wolkenkegels halber die rotirende Geschwindigkeit nicht mehr so zur Geltung kommen kann, wie vorher. Die Luftsäule geht als Vacuum vorwärts, die rotirende Luft löst sich von aussen immer mehr ab, der Kegel wird enger und kleiner im Durchmesser und verschwindet zuletzt, ganz in die Höhe , woher er gekommen ist, d. h. er löst sich au£
Dieses ist nach meiner langjährigen Erfahrung die Entstehung, Entwickelung und Auflösung eines Tornados. Sie kommen immer im Zusammenhange mit der Klasse von progressiven Stürmen vor, welche ich Südost-Stürme genannt habe, welche mit steigendem Barometer über uns hergehen, zu denen auch die Gewitter- stürme gehören. Aber nicht jeder Gewittersturm hat einen Tornado im Gefolge. Ob dies der Fall ist, hängt von den oben angegebenen Bedingungen ab. Ihre Entstehung kann daher von Jedem zeitig genug für seine Bettung vorher er- kannt, aber nicht von Wetterwarten vorhergesagt werden. Da sie immer in der Diagonale der beiden entgegengesetzten Strömungen ziehen, und diese durch die Lage des, das Gewitter anzeigenden, Cumulo-Stratus Jedem sichtbar ist, so hat es ein Jeder in seiner Hand, sein Leben zu retten, wenn er dahin geht, wo ich die Bäume unbeschädigt £sknd, d. h. unter die Wolke oder wenigstens so weit, . bis er in den kalten Strom kommt Manches Leben auf dem Lande und auf der See könnte erbalten werden, wenn diese einfache Begel erkannt und beob- achtet würde.
Hat der Wolkenkegel während seines Yorbeizuges so viele warme Luft (Süd- strom) nach oben gesogen, oder neuen Zuwachs durch eine andere kalte Luftwelle erhalten, so dass der kalte Strom seiner Front entlang wieder neue Kraft zum Yorwärtsfliessen erhält, so kann sich weiter ab ein zweites unstabiles Gleich- gewicht ausbilden, und wenn die Begegnungsfläche der beiden Ströme in einem solchen Momente über einem geeigneten Terrain ankommt, so kann ein zweiter dritter Tornado entstehen, der dem ersten dann parallel geht.^)
Der kalte, schwere Luftstrom sucht die Niederungen und Thäler. Kommt er mit seiner Front an mehrere, die mehr oder weniger in derselben Bichtung
t) Als ich 1851 in Woobum, 6 Engl. Meilen nördlich von Medford oder dem Tornado, eine Yorlesung über den Gegenstand hielt, und diese aus der Theorie dedu- cirte Möglichkeit aussprach, theilte mir Dr. Dbbw nach der Yorlesung mit, dass der Fall dort wirklich stattgefunden habe und zwar einige Stunden vor dem West-Cam- bridge Tornado, wahrscheinlich zur Zeit, als die Wolkenbank Ealt machte. Dies sollte, denke ich, ein ziemlich guter Beweis für die Richtigkeit der Theorie sein.
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32 II. AbtheUung.
liegen, so theilt er sich, und es können dann in verschiedenen Thälem Gtowitter- stürme und in ihrer Front Wolkenbrüche, Hagelstürme, Tornados gleichsam quer dorcfa sie hindorch ziehen, und sich mit kleinen TJnterbrechnngen aneinander reihen. Die Condensationen, ob sie in Bogen oder Hagel bestehen, fallen immer in Amerika an der Nordseite der Bahn entlang, weil der Wolkenkegel die schrftge Eichtang der Begegnungsfläche nimmt Dass der Hagel häufig in parallelen Streifen liegt, geht aus dem Vorkommen paralleler Tornados und Hagelstürme hervor. Dass alle diese Stürme lokaler Natur sind, geht aus Obigem hervor; auch ist dies den Versicherungsanstalten sehr gut bekannt.
Wie entsteht nun der Hagel? Ich denke mir den Hergang in folgender Weise. Beim Einsturz der warmen, mit Feuchtigkeit gesättigten Südluft in den luftverdünnten, kalten Baum im Innern des Wolkenkegels condensirt sich der Wasser- dunst zu Wasser und Schnee. Die Schneeflocken ballen sich auf dem spiral- förmigen, turbulenten Wege aufwärts zu kleinen Schneeballen, dem Nucleus des Hagelkorns. Dies wird oben hinaus in den warmen Südwind und die Wolke geworfen, die äussere Schicht schmilzt zu Wasser, fällt zurück in den weiten Schlund des Kegels, und auf dem Wege abwärts friert das Wasser zu einer den Nucleus umgebenden, klaren Eisschicht Unten angekommen wird es durch eine andere einstürzende Masse warmer Luft aufgenommen und auf seinem Wege aufwärts mit einer anderen Schicht Schnee umgeben und so fort. An der An- zahl der Schnee- und Eisringe kann man die auf- und abwärts gemachten Wege, die das Hagelkorn gemacht hat, abzählen.
Für die Bichtigkeit dieser Erklärung fand ich später einen schlagenden Beweis in einer von den vielen Hunderten von Luftschiffahrten von John Wisb.^) Er sagt: Am 17. Juni 1843 stieg ich Nachmittags 2 Dhr in einem Ballon in Carlile auf. Als ich 2 Meilen östlich von der Stadt eine Höhe von 2500 Foss erreicht hatte, erschien eine kleine Strecke weiter und über uns eine grosse schwarze Wolke. Unter derselben angekommen, nahm der Ballon eine rotirende und auf- wärts gehende Bewegung an. Die Wolke schien beim Eintreten in dieselbe eine runde Form und eine Ausdehnung von circa 4 — 6 Englischen Meilen zu haben. Gerade vor dem Eintritt in die Wolke bemerkte ich in einiger Entfernung eine Sturm- wolke, von welcher anscheinend starker Bogen fiel Beim Eintritt in die Wolke wurde ich von einem Gefühl des Erstickens und mehreren starken Brechanfällen ergriffen, die wahrscheinlich in der heftig rotirenden Bewegung des Ballons ihre Ursache hatten. Die Kälte war enorm gross und Alles um mich herum von faseriger Natur wurde mit Beif bedeckt, und die nach oben laufenden Stricke nahmen das Ansehen von Glasstricken an, und Schnee und Eis flog von allen Bich- tungen um mich herum und auf mich und den Ballon zu. Ich erwartete, dass die intensive Kälte das Gas condensiren und den Ballon zum Sinken bringen und mich befreien würde. Statt dessen wurde ich aufwärts ge?rirbelt mit fürchterlicher Geschwindigkeit, indem sich der Ballon drehte und der Korb im Kreise durch die Wolke schwankte. Ein kataraktähnliches Geräusch, in das sich ein verhängnissvoller, jammernder Ton des Windes mischte, begleitete mich auf meinem schrecklichen Fluge. Ein schwacher Schimmer Sonnenlicht nach oben durch die Wolke Hess mich hoffen, diesem fürchterlichen Platze nach dieser Bichtung zu entkommen; allein Täuschung war mein Loos. Wie mit einer Fluthwelle wurde der Ballon wieder einige Hundert Fuss abwärts gerissen. Der Ballon machte Halt, nur um von Neuem wieder aufwärts gewirbelt zu werden, und wenn er das Maximum der Höhe erreicht hatte, wieder mit fürchterlicher
1 ) Through the air, or 40 years experience of on Aeronaut by John Wise. To day printing and pablishing Co. Philad, N. Y. Boston u. Chicago 1873. p. 370.
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Physik. 33
Geschwindigkeit abwärts zu gehen. Dieses wiederholte sich 8 — 10 Mal, während der Starm mit fürchterlicher Heftigkeit fortwüthete. Einmal sah ich die Erde durch einen Biss der Wolke. Der Ballon war sehr beschädigt und hatte viel Qta Terloren, aber noch einmal wurde ich hinauf geführt und zu meiner grOssten Freude mit dem Ballon aus diesem Ungeheuer geworfen, nachdem ich während 20 Minuten diese schreckliche Auf- und Abfahrt hatte mitmachen müssen.
4. Herr GBOSSB-Yegesack : Ueber Prismen zur Polarisation des Lichtes»
Esasmus Babthounüs (Kopenhagen) yeröffentlichte 1669 die ersten Beob- achtungen über die Doppelbrechung des isländischen Kalkspathes. Später zeigte sich dann, dass alle Erjstalle mit Ausnahme der dem regulären System angehörigen doppeltbrechend waren, dass femer die beiden Strahlen Seitlichkeit (Polarisation) besassen, dass der ordentliche senkrecht zum Hauptschnitt, der ausserordentliche in demselben seine Schwingungen vollführe, dass die Wellenfläche des ordentlichen eine Kugel, die des ausserordentlichen ein Ellipsoid mit der IJmdrehnngsaxe als Hauptaxe seL Die mittleren Hauptbrechungsquotienten der Strahlen sind Uo => 1,6585, nM"= 1,4863. Malus (1809) entdeckte dann noch das wichtige Gesetz Yon der Abnahme der Intensität nach dem Cosinusquadrat des Winkels der Haupt- schnitte; Wnj) bestätigte dieses, sowie femer, dass nach dem ersten Durchgange die Helligkeit beider Bilder sehr annähernd gleich sei Die Polarisation hat sich inzwischen als wichtiges Forschnngsmittel erwiesen, und da der Kalkspath in hin- länglich grossen Stücken gefunden wird, da er sehr klar ist und die Differenz seiner Hauptbrechungsquotienten sehr gross, so werden aus ihm in erster Linie diejenigen Prismen hergestellt, durch welche man entweder polarisirtes Licht er- halten oder solches untersuchen will Die später entdeckte Polarisation durch Beflexion und Brechung^ sowie die eigenthümUche, durch parallel der Hauptaxe geschnittene Turmalinplatten erfordem entweder zu umständliche Anordnungen (Brechung) oder sie liefem gefärbtes Licht (Tnrmalin) oder endlich sie genügen nicht den Anforderungen an wissenschaftliche Genauigkeit (Beflexion).
Die Spaltform des Kalkspathes ist das Bhomboeder, die Hemiedrie der doppelten sechsseitigen Pyramide. In den beiden Ecken, durch welche wir uns die Haupt- axe gelegt denken müssen, stossen drei stumpfe Winkel der Bhomboeder von lOl^ 56' 54'' zusammen; die Hauptaxe hat zu diesen Flächen eine Neigung von 4b^ 25' 22". Der spitze Winkel der Flächen gegen die Kanten beträgt 700 48' 22". Wird die Länge der Kante = 1 gesetzt, so ist die Länge der Hauptaxe 1,3258, die Hübe des Bhomboeders 0,9444, der Inhalt desselben == 0,92394. Die Dia- gonalen des Bhombus sind «i 1,5528 bez. 1,2593.
Der Liebenswürdigkeit des Herrn Hallb in Potsdam yerdanke ich es, dass ich die wichtigsten Formen sowie einige interessante Modelle yorzeigen kann. Sämmt- liche Polarisationsprismen sind gerade, meist zweiseitige Prismen (das DoTE^sche Prisma ausgenommen), welche einen oder zwei Schnitte haben. Diese Schnitte sind entweder mit LeinOl (1,448) oder mit Kanadabalsam (1,530) oder mit Dam- maraharz (1,58) ausgefüllt, oder aber sie enthalten Luft und sind nur an den Bändern yerkittei Ich möchte folgende Grappen unterscheiden:
1. Prismen, deren Gesichtsfeld zum Theil oder ganz mit beiden Strahlsorten erfüllt ist. Es sind dies die älteren (Boohok, Wollastok, S^abmont, achroma- tisches Prisma), sowie die neueren yon Dove und Abbb yorgeschlagenen Formen.
2. Prismen mit einem Schnitt und Kittschicht. Hauptformen: Niooii, Habtnaok-Praozmowskt, Glan-Thobipson.
3. Prismen mit zwei Schnitten und Kitt schiebt. Hauptformen: Ahbeks,
BSBTBAKD.
4. Prismen mit einem Schnitt und Luftschicht: Foücault, Glan.
yerhandlnngen. 1890. II. 3
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34 II. Abtheilung.
5. Prismen mit zwei Schnitten und Luftschicht.
6. Prismen mit doppeltbrechenden Lamellen (Jamin, Feüssneb).
Von der ersten Gruppe sind die älteren Formen in den Lehrbüchern hin- länglich beschrieben. Das DoWsche Prisma (Pogg. Ann. Bd. 122. S. 18. 456) ist ein rechtwinkelig dreiseitiges. Die Hypotennsenfläche ist eine Bhom boeder- fläche, so dass die Hauptaxe in der einen und senkrecht zur anderen Eatheten- fläche liegt Es wird der ordentliche Strahl benutzt und zwar entweder mit Qerad- sicht oder mit 90® Ablenkung. Käme es nur auf den brauchbaren Flankentheil oder die grOsste Strahlendivergenz an, so wäre ein Prisma mit grosserem (ca. 120 ®) oder kleinerem (ca. 60^^) brechendem Winkel günstiger. Aus vielen Gründen ist aber die rechtwinkelige Form vorzuziehen, namentlich deshalb, weil man aus einem Prisma, dessen Höhe = 100 ist, zwei Prismen erhalten kann, dessen oberer, den unbrauchbaren Flankentheil enthaltender Theil die Höhe 47,2 hat (90 ^ Ablenkung), während der grössere untere eine für Geradsicht völlig brauchbare Flanke hat. Bei allen Formen der Gruppe 1. ist paralleles Licht zu benutzen oder ein der Entfernung vom Auge und dem Divergenzwinkel der Strahlen entsprechendes Dia- phragma. Der Dove speciell ist nur als Polarisator zu verwenden, da er Spiegel- bilder liefert, bei denen eine Yertauschung von links und rechts stattfindet Be- sonders geeignet ist er bei Versuchen mit strahlender Wärme, da er keine Kitt- schicht enthält, sondern aus einem Stück besteht >)
Das von Abbe vorgeschlagene Prisma enthält ein gleichseitiges Ealkspath- prisma, dessen brechende Kante die Hauptaxe enthält und welches durch Glaskeile zu einem vierseitigen Prisma ergänzt wird. Das Verhältniss von Länge und Breite ist 1,12: 1, also recht günstig. Der Divergenzwinkel jedoch, welcher beim Dove im günstigsten Falle 28 ® ist, ist hier nur 1 1 ^ 40'. Allerdings ist hier das Ge- sichtsfeld in der Gegend der brechenden Kante des mittleren Prismas nur von einer Strahlengattung erfüllt und es gehen alle Strahlen fast ohne Versetzung durch, was beim Dove für Geradsicht nur beim mittleren Strahl des Bündels der Fall ist Die Helligkeit ist natürlich bei Weitem ungünstiger als beim Dove, der wohl überhaupt die denkbar hellsten Bilder liefert.
NiGOL (1828) schlug durch seinen Vorschlag (Edinb. new phil. Journal) einen Weg ein, der für alle folgenden Formen maassgebend blieb: Der ordentliche Strahl wird durch Totalreflexion an der Schnittfläche fortgeschafft und dadurch ein mehr oder weniger grosses reines polarisirtes Feld erhalten. Für den Nicol selbst beträgt es 29 <^ bei einer Länge =» 3,28. Die Optiker machen jetzt den Quer- schnitt meist quadratisch, wobei sie jedoch, um Materialverluste zu vermeiden, aus einem grossen Bhomboeder gleichzeitig mehrere Nicol schneiden, deren Schnitt- flächen hintereinander liegen. Steeo itnd Reuteb haben die Uebelstände der schrägen Grundflächen (Strahlversetzung, Lichtschwächung) erkannt und dieselben senkrecht zu den Seitenflächen orientirt; dann muss aber das Prisma noch länger werden und die Kittung durch Kanadabalsam erfolgen, wodurch das Gesichtsfeld zwar symmetrisch, aber kleiner wird. Einen grösseren Fortschritt erzielte Pbagz- MOwsEY durch seine Untersuchung über das Maximum des Gesichtsfeldes. Die ausserordentliche Grenzwelle muss dann parallel zur Hauptaxe verlaufen. Nach diesen Anforderungen ist das HAKTNAOK-PiLiGZMOwsKT'sche Prisma verfertigt Die Länge ist 4, das Gesichtsfeld 42 ^ im günstigsten Falle. Meist werden aber die Prismen kürzer, wodurch auch das Gesichtsfeld kleiner wird. Von anderen Gesichtspunkten aus erörterten Glazebbooke, Thompson, Bagkhützsn die Frage nach der besten Form. Sie fanden, dass, um einen möglichst geringen Fehler
1) Das Gesichtsfeld beträgt für paralleles Licht 56<) bei Geradsicht, 21<» bei Ab- lenkung um 90^.
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Physik. 35
in der Lage der Polarisationsebene für den Fall zu haben, wo die Wellennormale nicht TOllig mit der Drehangsaxe zusammenfällt, am femer ein möglichst eben- polarisirtes konisches Strahlenbfindel zu erhalten, die Haupt axe senkrecht auf der Einfallsebene stehen, also parallel der Schnittfläche liegen müsse. £s wird dann die Länge fOr Eanadabalsam 4,65 (35 <^), fOr Leinöl 4 (42 o). Auch hier wird das Prisma meist kürzer geliefert (2,6). Der Materialverlust bei diesen Formen, besonders der letzteren (Glak-Thompson) ist natürlich viel bedeutender, als beim Nicol. Er beträgt für das HABTKAOK^sche Prisma ca. 70 ^/o, für das THOMPSOK'sche ca. 80 <^/o.
Die dritte Gruppe ist erst wenige Jahre und noch immer recht wenig im Gebrauch; wir erwähnen nur als wichtigere Formen die Prismen von Bbbtband nnd Ahbens. Der erstere legt zwei sich im Prisma kreuzende Diagonalschnitte, der letztere zwei in einer Grundfläche zusammenstossende Schnitte durch das Prisma. Die erstere Form Terursacht dem Optiker sehr grosse Schwierigkeiten. Das Ge- sichtsfeld beträgt doch nur 42 V2^ bei einer Länge = 4. Die Prismen von Ahbbns haben das IV2 — 2&che der lichten Weite und ein Gesichtsfeld bis 40<^. Bei beiden Formen liegt die Hauptaxe in der Einfallsebene; der Lichtverlust beim AHBEKs'schen Prisma ist wie bei den Nicol's, beim B£BTBAia>*schen dagegen grösser, weil zwei Schnitte zu passiren sind. Bei beiden Formen ist störend das durch die zusammenstossenden Schnitte verursachte Band, welches das Gesichts- feld halbirt; doch dürfte es wohl Fälle der Anwendung geben, wo es nicht schadet. Auffiedlend ist es, dass bisher noch kein Versuch gemacht ist, in diesen Prismen- formen statt des Kittes eine Luftschicht zu yerwenden. Man könnte dann die BsBTBAim'sche Form der Länge nach halbiren, wodurch die Schnitte in einer Seitenfläche zusammenstossen würden. Der Winkel für das mittlere Prisma wäre 74V2^ die Länge 1,2, das Gesichtsfeld mehr als Ib^. Das AHB£NS*sche Prisma mit Luftschicht hat in der Mitte einen Winkel von 100", eine Länge von 0,4 und ein G^chtsfeld von mehr als 8^. Die beiden mittleren Prismen der eben erwähnten Formen sind Abarten des DovE'schen Prismas und für Geradsicht einzeln zu gebrauchen, wenn der Mechaniker die Einrichtung träfe, dass die Keile etwa durch Seitwärtsstellung mittelst Schraube entfernt würden. Herr HauiB wird diese Prismen jetzt anfertigen.
Die Gruppe der Luftprismen mit einem Schnitt hat ein sehr kleines Gresichts- feld von 7 — S^. Das FouoAULT'sdie Prisma wird fast ohne Materialverlust direkt aus dem Bhomboeder genommen (Länge 1,23, Schnittwinkel b%% während das GiiAN^sche Prisma mit bedeutenderem Materialverlust, ähnlich wie das THOMPSON*sche Prisma gewonnen wird (Länge ca. 1, Schnittwinkel 40<^). Es ist eine Halbirung des eben beschriebenen, nach AHB£NS*scher Methode erhaltenen Luftprismas. Die Formen der Luftprismen sind mit grosser lichter Weite herzustellen nnd als Polarisatoren bei schwach convergentem Licht zu verwenden.
Zum Schluss seien die in der Praxis fast gar nicht gebräuchlichen Lamellen- prismen erwähnt Sie sind (1869) von Jaion vorgeschlagen; später (1884) hat Fbussnbb sie unabhängig davon näher beschrieben. Feussneb will den ordent- lichen Strahl benutzen und eine doppeltbrechende Lamelle von Kalkspath oder Natronsalpeter mit Flintglasprismen zu einem vierseitigen verbinden. Die äussere Form würde also dieselbe bleiben, nur hat man zwei Kittschichten hintereinander, was naturgemäss Lichtverluste verursacht, zumal ein Kitt von gleichem Brechungs- exponenten wie der ordentliche Strahl noch nicht gefunden ist Der Natron- salpeter giebt ein grösseres Gesichtsfeld, weil die Differenz der Hauptbrechungs- quotienten bedeutender ist, als beim Kalkspath (uo = 1,587, n^o = 1)336). Das günstigste Gesichtsfeld für Kalkspath ist 44 <^ bei einer Länge «= 41/49 fO^ Natronsalpeter 54 ^ bei einer Länge =^ SVs*
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36 II. Abtheilang.
Eine Tabelle, welche fQr die erwähnten Prismenformen in Bezug auf ihre Gfite (ebenpolarisirtes Feld, Grösse des Gesichtsfeldes, Lichtschwächung, Strahl- yersetznng, Länge, Matenalyerbrauch) aufgestellt wird, zeigt, dass man in Tuben als Polarisatoren die Lafiprismen oder das DovE'sche Prisma, als Analysatoren das Thompson sehe oder HJutTNACK^sche Prisma, eventuell auch Doppelprismen benutzen soll. Wo es auf ein grosses Gesichtsfeld ankonunt, ohne dass Hellig- keit ein Haopterfordemiss ist, kann man auch die Plattenprisma verwenden. Der geringste Lichtverlust findet beim DovE'schen Prismen, die geringste Strahlversetzung bei dem HABTNAOK*schen, TnoMPSON'schen und AHBBNs'schen Prisma statt
5. Herr N£üMA.YEB-Hamburg: Ueber erdmagnetische LandesTermessuig.
Wenn ich heute, meine Herren, Ihre Aufmerksamkeit f&r einige Zeit in An- spruch nehme, so geschieht dies gewissermaassen, um Ihnen Bericht zu erstatten über den Fortgang, welchen die erdmagnetische Forschung, seitdem ich in der Yorigjährigen Versammlung und zwar in dieser Section gesprochen habe, gemacht hat Ich habe damals berichtet über die Besultate einer Discussion, die ich während der letzten Jahre auf Grundlage des neuesten Beobachtungsmateriales gemacht hatte und welche sich auf eine Prüfong der GAUss*schen Theorie des Erdmagnetismus bezog. Vor der Heidelberger Versammlung konnte ich constatiren, dass die Ergeb- nisse der Rechnung mittels der sogenannten 24 GAüss*schen Constanten noch immer erhebliche Unterschiede zwischen Berechuung und Beobachtung erwiesen, wie ich dieses auch schon vor dem 8. Deutschen Geographentage, der im April 1889 in Berlin tagte, dargethan hatte. Auch konnte ich damals schon erwähnen, dass £e Berechnung unter Zugrundelegung von 35 Constanten, wenn auch die Bech- nung noch nicht zum Abschlüsse gebracht worden war, erkennen liess, dass eine wesentlich erhöhte Anschmiegung der Bechnung an die Beobachtung nicht zu erzielen sei Seitdem ist diese Berechnung im Wesentlichen zu Ende geführt und im IJebrigen in gleicher Weise auf 48 Constanten, also auf die Glieder sechster Ordnung ausgedehnt worden. Das Ergebniss ist kein durchaus befriedigendes, denn wenn auch fär einzelne Gebiete eine nicht unerhebliche Herabminderung der Unterschiede zwischen Berechnung und Beobachtung herbeigeführt worden ist, wie dies zu erwarten war, so ist doch noch die Abweichung zwischen Berechnung und Beobachtung so beträchtlich, dass man sich nicht als befriedigt erklären kann. Die Untersuchung wird fortzuf&hren sein, und zwar zum Theil nach etwas modifidrten Gesichts- punkten. Ehe ich, meine Herren, in meinen AusfQhrungen weiter fortfahre, liegt mir die Pflicht ob, an dieser Stelle dankend der grossen Verdienste zu gedenken, welche sich der am 1. d. M. in Kiel verstorbene, unermüdlich thätige Gelehrte H. Pbtebsxn um die Durchführung der erwähnten Bechnungen sowohl, als darch seine Thätigkeit in GemeinschafI; mit A. Ebman um die erdmagnetische Forschang überhaupt erworben hat Nicht früher legte dieser bescheidene und anspruchs- lose Arbeiter auf dem Gebiete der bezeichneten Wissenschafb die Feder aus der Hand, als bis ihn eine zerstörende Krankheit, welcher er auch zum Opfer fle], erfasst hatte. Sein Name wird in Verbindung mit den Fortschritten erdmagnetischer Forschung fortleben.
Es sind im Laufe des letzten Jahres wichtige Arbeiten auf dem Gebiete der erdmagnetischen Forschung erschienen, die theilweise wohl auf die von mir bei Gelegenheit der Eingangs erwähnten Versammlungen gegebene Anregung zurückgefQhrt werden können. Zunächst erwähne ich einer Abhandlung von Dr. A. Schmidt in Gotha „Mathematische Entwickelungen zur allgemeinen Theorie des Erdmagnetismus'', welche nach einem kurzen historischen üeberblick eine Entwickelung der allgemeinen Formeln zur Darstellung des Potentials und der
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Physik. 87
Componenten der erdmagnetischen Kraft giebt, sodann auf die analytische Dar- siellnng des magnetischen Zastandes der Erde auf Grund der Beobachtungen ein- geht und mit bedeutsamen Fingerzeigen über die fernere Behandlung der mathematischen Untersuchungen Qber die GAüss*sche Theorie des Erdmagnetis- mus abschliessi W&hrend diese Abhandlung sich ganz auf dem theoretischen Gebiete bewegt, ist eine andere von Dr. W. Sohapbb ^^Magnetische Aufnahme des Efistengebietes zwischen Elbe und Oder, ausgefOhrt von der erdmagnetischen Station zu Lübeck in den Jahren 1885, 1886 und 1887^' zur Veröffentlichung gelangt, welche in in's Einzelne gehender Darlegung die etwas verwickelten magnetischen Verhältnisse im deutschen Ostsee -Küstengebiete behandelt Von Dr. M. EsoHENHAGSN ist eine ähnliche Arbeit ') über Nordwest-Deutschland er- schienen, welche sich auf die von dem genannten Gelehrten in den jüngsten Jahren gemachten Beobachtungen stützt W&hrend die beiden zuerst genannten Arbeiten in dem von der Deutschen Seewarte herausgegebenen Sammelwerke „Aus dem Archiv der Deutschen Seewarte, XIL Jahrgang, 1889^ erschienen sind, wurde die Arbeit von Dr. Eschbnha^obk von dem Hydrographischen Amte des Beichs-Marine-Amtes herausgegeben. Als in gewissem Siime diese Arbeiten ergänzend sind die von der Deutschen Seewarte seit ihrem Bestehen ununter- brochen an einzelnen Küstenpunkten ausgeführten magnetischen Beobachtungen anzusehen, so wie andererseits die von mir und meinem Assistenten Dr. Düdbbstadt während der Jahre 1887 — 1889 in Ost- und Westpreussen an der Küste aus- geführten magnetischen Messungen gestatten, dass man sich ein ziemlich zutreffen- des Bild über die Gestaltung der magnetischen Verhältnisse in dem ganzen Deutschen Küstengebiete zu machen vermag.
In allerjüngster Zeit ist von den englischen Gelehrten A. W. Bdxokbb und T. £. Thobpb das Besultat ihrer magnetischen Vermessung der britischen Inseln in einem stattlichen Werke 2) bekannt gegeben worden. Wohl kaum zuvor ist in einer so eingehenden Weise der Gegenstand einer magnetischen Vermessung behandelt worden, wie in diesem Werke. Das Interesse, welches sich an dasselbe knüpft ist um so grösser, als die britischen Inseln schon dreimal zu verschiedenen Epochen Gegenstand einer ähnlichen Untersuchung gewesen sind, also Schlüsse über die zu verschiedenen Zeiten in den magnetischen Curvensjstemen vor- gegangenen Veränderungen gezogen werden können. Auch von Moübbauz, von dem wir magnetische Karten Frankreichs für das Jahr 1885 besitzen, ist zu den in dem Werk über eine der Construction der Karten vorangegangene Vermessung gegebenen Beobachtungen eine Anzahl in jüngster Zeit (1888, 1889) bestimmter magnetischer Stationen hinzugefiQgt worden. Femer ist vor einigen Monaten der Magnetische Survey Nordost-Brasiliens von Dr. van Buoebyobsbl erschienen, ein für die erdmagnetische Forschung bedeutsames Werk. 3) Die Karten sind für 1883 entworfen. Von anderen Veröffentlichungen über die erdmagnetischen Constanten in verschiedenen Theilen der Erde, die in den letzten zwölf Monaten erschienen sind, kann hier im Einzelnen nicht gesprochen werden; nur so viel sei gesagt, dass sich seit einigen Jahren eine rege Thätigkeit auf dem Gebiete erdmagnetischer Vermessung erkennen lässt gewiss ein erfreuliches Zeichen dafür, dass sich in wissenschaftlichen Kreisen das Interesse diesem Forschungszweige
1) Bestimmung der Erdmagnetischen Elemente an 40 Stationen im nordwestlichen Deutschland, ausgeführt im Auftrage der Kaiserlichen Admiralität in den Jahren 1887 und 1888.
2) A magnetic Survey of the British Isles for the epoch January 1, 1886. London 1890.
3) Dr. TAN RucKBVOBssL und E. Engsl^nbubo. Magnetic Survey of the Eastern Part of Brazil. Amsterdam 1890.
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38 II. Abtheüong.
Zuwendet Eine besondere Aaftnerksamkeit wird der Ableitung der Sftkolar- Aenderangen der erdmagnetischen Elemente zugewendet und wird namentlich Gewicht darauf gelegt , diese wichtigen , in ihrem Wesen noch in tiefes Dunkel gehonten Veränderungen für bestimmte, innerhalb enger Grenzen liegende Perioden abzuleiten und dabei Rücksicht zu nehmen auf die Unterschiede in diesen Vor- gängen an ofl; nicht weit von einander entfernt liegenden Punkten der Erde. Es spricht sich darin die üeberzeugung aus, dass man noch ziemlich weit davon entfernt ist, die für eine Beduction der erdmagnetischen Elemente auf eine Normal- Epoche unentbehrlichen Werthe durch eine allgemeine Formel mit genügender Sicherheit ausdrücken zu können.
Es yerdient hervorgehoben zu werden, dass man in den neueren Arbeiten über magnetische Vermessungen den geologischen Verhältnissen und deren Ein- wirkung auf den Verlauf der isomagnetischen Curven eine grössere Beachtung widmet. Es scheint dies zu einem guten Theile auf die Anregung, welche in dieser Beziehung von Prof. Edm. Naumann in seinem Buche über die Resultate der magnetischen Vermessung von Japan gegeben wurde, zurückzuführen zu sein; wenigstens widmen Rüeckbb und Thobpb in ihrem Werke über die Vermessung Englands den von Naumann ausgesprochenen Ansichten eine kritische Beachtung. Wenn auch selbst aus den detaillirten Aufnahmen der genannten Herren eine Bestä- tigung der NAUMANN*schen Ansichten nicht durchweg hervorgeht, so lassen dieselben doch andererseits erkennen, dass zahlreiche Störungen im Verlaufe der Curven in Verbindung mit geologischen Verhältnissen stehen. Diesem wichtigen Gegenstande ist durch die Arbeit der englischen Gelehrten eine bedeutsame Unterlage für fernere Forschungen geschaffen. Man erkennt aus den diesbezüglichen Darlegungen der Ergebnisse ohne Schwierigkeit, dass die mittlere Entfernung der einzehien magnetischen Stationen von einander nicht in allen Fällen ausreicht, um er- schöpfend und endgültig die durch das vorliegende Werk angeregten Fragen zu beantworten.
Gestatten Sie mir, meine Herren, dass ich aufs Neue einen Appell an Sie richte, überall da, wo es Ihnen möglich scheint, für die Weiterführung erdmag- netischer Forschung auf dem theoretischen, wie auf dem beobachtenden Gebiete etwas wirken zu können, dafOr einzutreten. Das Interesse, welches sich daran knüpft, ist so wohl begründet, dass es mir namentlich in diesem Kreise über- flüssig erscheint, des Näheren darauf einzugehen. Ich möchte nur hinsichtlich des theoretisdien Theiles der Physikern und Mathematikern gestellten Aufgabe betonen, dass es wünschenswerth erscheint, auf neueres Material gegründet und unter Berücksichtigung der elliptischen Gestalt unserer Erde die Neuberechnung der GAUSs'schen Theorie durchzuführen, dabei aber auch Rücksicht zu nehmen auf das Potential der magnetischen Kraft, welches ausserhalb der Erde und vielleicht in unserer Atmosphäre seinen Sitz bat Ich weise noch einmal darauf hin — wie ich dies bei früheren Gelegenheiten gethan habe — dass ein gründliches Studium der allgemeinen Theorie des Erdmagnetismus nach Gauss ^) theilweise schon die Wege zeigen wird, nach welchen die theoretische Untersuchung fortzuführen sein dürfte, wenn es auch nicht zu verkennen ist, dass nach dem gegenwärtigen Stande unseres Wissens und unserer Kenntniss nur wenig Aussicht vorhanden ist, die anfangs gehegten Hoffnungen dem ganzen Umfange nach zu realisiren. Jedenfalls werden die auf Grund der Untersuchungen von Ebman und Pbtsbsen für 1829 und von mir fClr 1885 entworfenen Karten der Differenzen zwischen Berechnung und Beobachtung einer Discussion zu unterwerfen sein, damit dadurch binem begründeten Wunsche, den Gauss s. Z. ausgesprochen hat i), genügt werde.
1 ) Atlas des Erdmagnetismus von Gauss u. Wbbbb, Seite 32.
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Physik. 89
Eine anch nar oberflächliche BetrachtaDg beider Serien von Karten für die einzelnen Elemente lässt erkennen, dass gewisse Gebiete der Erde allerdings als durch Ab- weichungen positiven oder negativen Zeichens charakterisirt anzusehen sind, andere wieder eine Anschmiegong der Berechnung an die Beobachtung zeigen, welche nicht rein zufälliger Natur sein kann, vielmehr auf bestimmten, noch zu ergründenden Ursachen beruhen muss. In letzterer Beziehung ist der Australische Continent als Beispiel anzusehen und erweist sich derselbe auch in dieser Hinsicht, wie in so manchen anderen, für Forschungen auf dem Gebiete der Physik der Erde als höchst geeignet Ich habe dies zu verschiedenen Zeiten hervorgehoben und darauf hin- gewiesen, wie wichtig Forschungen, auf jenem Continente ausgeführt, für die Ab- leitung allgemeiner Gesetze sich erweisen müssten.
Es sei mir gestattet, eine Unterlassung, die ich bei Aufzählung der jüngst erschienenen Werke über Vermessungen begangen, hier nachzuholen. Das süd- Gstiiche Schweden, welches zu verschiedenen Zeiten und von verschiedenen Ge- lehrten — wie TsjLLtN, LiNDQüisT u. a. — zum Gegenstande eingehender mag- netischer Forschung gemacht worden ist, ist von Herrn Carlheim-Gtldensköld magnetisch untersucht und das Ergebniss dieser Untersuchung in einer gediegenen Abhandlung 0 niedergelegt worden. Die Behandlung welche die Beobachtung zu Zwecken der Ableitung der Gurven-Systeme in diesem Werke erfahren, hat in vieler Hinsicht Aehnlichkeit mit den in dem Werke von Bubokeb und Thobpe zu gleichen Zwecken angewandten Methoden. Man wird wohl daran thun, bei dem Entwürfe eines Planes für fernere Vermessungen die sich aus den genannten Werken ergebenden Lehren sich zu Nutze zu machen, so wie es denn überhaupt endlich einmal an der Zeit wäre, danach zu trachten, dass Einheitlichkeit in Beziehung auf Instrumente, Methoden der Beobachtung und Niederlegung der Grundsätze für mittiere Entfernung der Beobachtungs-Stationen von einander zur Wahrheit würde. Es kann nicht von Vortheil sein, wenn man in den ver- schiedenen Arbeiten auf diesem Forschungsfelde noch immer hinsichtlich der Dichte des Stationsnetzes Unterschieden begegnet, welche zwischen 20 und 80 km schwanken. Allerdings wird die Dichte der Maschen einer magnetischen Aufoahme bestimmt durch die mehr oder minder complicirten Verhältnisse in magnetischer Hinsicht, durch was immer dieselben bedingt sein mögen; allein es liesse sich unzweifelhaft für eine Vermessung zur allgemeinen Orientirung über den Verlauf der isomagnetischen Curven eine Norm geben, wonach beispielsweise die mitüere Entfernung der Stationen — wie in der neuesten englischen Ver- messung — 40 km betrüge. Bei Annahme eines solchen Maassstabes ist es nicht wohl denkbar, dass eine Störung im Verlauf der Curven von einigermaassen erheblichem Umfmge der Beachtung entginge. Es wird sodann Sache der Detail- Untersuchung sein, die einmal in allgemeinen Zügen erkannten Erscheinungen weiter zu verfolgen und beispielsweise dem Gebirgs-Magnetismus , zu dessen leichterer Beobachtung Herr Prof. E. 0. Meyeb jüngst ein besonderes Instrument construiren liess, ein eingehendes Studium zu widmen, in ähnlicher Weise, wie in den letzten Jahren Dr. M. Esohenhagbn den Harz magnetisch untersuchte.
Es tritt an die wissenschaftiichen Kreise Deutschlands nunmehr, nachdem die grösseren Staaten Europas, Frankreich, England, Italien, Schweden, Ungarn, magnetische Landesvermessungen ausgeführt haben, die Aufgabe einer dem Stand- punkte der Wissenschaft entsprechenden magnetischen Landesvermessung unseres Vaterlandes heran. Hierzu wird es besonders wichtig sein, dass bald dafür Sorge getragen werde, an das in dem deutschen Küstengebiete bereits Geleistete in
1) Dätermination des Clements magn^tiques dans la Suade m^ridionale. Stock- bohn 1889.
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40 n. Abtheilung.
einheitliclier Weise aDznknflpfeD. Ich habe diesen Gegenstand in dieser Section, welche yor Allem ein Interesse an der gediegenen nnd zeitgemässen Aosführaog einer solchen Vermessung zu nehmen hat, zur Sprache gebracht, damit bei Zeiten dafür Sorge getragen werde, dass diese wichtige Aufgabe in dem yon mir im Obigen genugsam gekennzeichneten Sinne nnd unserer Taterländischen wissen- schaftlichen StelluDg entsprechend in wfirdiger Weise gelöst werden kann.
%. Herr C. L. WEBEB-Mfinchen. Eine neue Methode zur genauen Messung der magnetischen IncUnation«
Die im Jahre 1888 vorgetragenen Methoden des Verfassers lieferten, in Folge der technischen ünvollkommenheit des yerwendeten Instrumentes, Besultate, deren Genauigkeit nicht befriedigte.
Inzwischen ist es gelungen, die Methoden soweit zu yereinfachen und zu yerbessern, dass nunmehr auch mit dem benfitzten improyisirten Apparate sehr genau fibereinstimmende Werthe fOr die magnetische Inclination sich ergaben.
Man benfitzt dabei einen Drahtkreis, der um eine horizontale Schneide nach Art einer Wage schwingt Bildet die Axe des Kreises mit der Horizontalen einen Winkel y (etwas grösser als die Inclination) und liegt die Schwingungsebene im magnetischen Meridian, so entsteht beim Schliessen des Stromes ein Drehmoment yon der Grösse:
V . f i . cos y — H . f i . sin y ,
wenn f die Windungsfläche und i die Stromstärke bezeichnet
Dreht man das Instrument um seine Verticalaze, so dass die Schwingungs* ebene einen Winkel a mit dem Meridian bildet, so resultirt das Drehmoment :
Vf . i . cos 7 — H . fi . sin y . cos a .
Man wählt jetzt den Winkel a so gross, dass diese Differenz =»0 wird; alsdann wird beim Schliessen des Stromes kein Ausschlag entstehen.
Die Bestimmung dieses Winkels a ffihrt dann zur Messung der Inclination, wenn y bekannt ist; man erhält nämlich aus der Gleichung:
V . f i . cos / — H . f i . sin 7 . cos a = 0
V
g = tg y . cos a = tg I
Die Messung des Winkels a geschieht mit Hfilfe eines Horizontalkreises in der Weise, dass symmetrisch zum Meridian 2 Stellungen gesucht werden, wo der Ausschlag 0 ist; ihr unterschied liefert die Grösse 2 a, so dass man unabhängig wird yon der Einstellung in den Meridian.
Es wird gezeigt, dass eine massige Genauigkeit in der Bestimmung yon a eine bedeutend grössere in der Grösse I gewährt
Die Messung der Grösse y geschieht mit Hfilfe besonderer Spiegel in ähnlicher Weise, wie im Jahre 1888 i) in Wiedemann*s Annalen beschrieben wurde.
Es wird bewiesen, dass sich diese Messungen und Justirungen mit aller wfinschenswerthen Genauigkeit ausführen lassen.
t) In der Discussion mit Dr. Eschbkhaobn und Dr. Nebnst wird erwähnt, dass die Stromzoführung durch die Iridiumsebneiden erfolgt, dass es aber möglich ist, eines der yon Wilh. Wbbbb angegebenen Verfahren zur Construction yon Wagen zu be- nutzen und damit die Schneiden ganz zu vermeiden, indem man die Wage an elasti- schen Bändern von Metall aufhängt, die zugleich zur Zuführung des Stromes dienen.
Das zur Erprobung der Methode construirte provisorische Modell wurde vorgezeigt und erläutert
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Phyalk. 41
Zum Schluss sind Beobachtnngsresaltate mitgetheilt, ans denen hervorgeht, dass man in einer Stunde 6 Endresultate gewinnen kann, die in mazimo um 20 bis 30 Secunden von einander differiren.
7. Herr WrrrwEB-Begensbnrg: Beitrftge zur Aetherlehre.
Die Ergebnisse der Bechnuug wie der Experimente stimmen darin überein, dass der die Moleküle umgebende Aether weniger dicht sei als derjenige des allgemeinen Baumes. Die gewöhnliche Annahme der Aetheratmosphären der Moleküle beruht auf der ganz unberechtigten Voraussetzung, die Elasticität des Aethers sei von dessen Dichtigkeit uuabhängig, sowie auf einer Yerkennung der Beziehungen von Aether und Licht, welch letzteres durch den Aether nicht hin- durchgeht wie eine Kugel durch ein Brett, sondern dem der Aether als Träger der Bewegung dient
In Folge der gegenseitigen Abstossnng der Aethertheilchen , ohne welche die Lichtschwingungen unmöglich wären, suchen dieselben sich thunlichst von einander zu entfemeu, sie drängen gegen jeden ätherleeren oder ätherverdünnten Baum hin, suchen im Wege stehende Hindemisse vor sich her zu schieben, üben einen Druck auf dieselben aus und es ergiebt sich so eine dem Auf- und Seitendrucke der Flüssigkeiten und Gase analoge Erscheinung. Dieser Aetherdruck ist der ungeheuren Geschwindigkeit des Lichtes entsprechend ohne Vergleich grösser als der Luftdruck. Die festen Körper sowie die tropfbaren Flüssigkeiten bieten, wie ihr Lichtbrechungsvermögen ergiebt, äthorverdünnte Bäume dar, und die Cohäsion entspricht dem Aetherdrucke gegenüber dem, was vor Pobicelli (Tobicelli) der Horror vacui bezüglich des Luft- druckes war.
Consequente Verfolgung der Erscheinungen des Aetherdruckes führte zu dem Schlüsse, dass in den obern Begionen unserer Atmosphäre eine Kugelschale von Aether sein müsse, dessen Dichtigkeit etwas grösser ist als diejenige des allgemeinen Baumes. Die Meteorologen sagen, dort oben sei eine Begion positiver Elektricität, und es liegt nahe, die positive Elektricität als mit einem Aether identisch zu betrachten, der dichter ist als derjenige des allgemeinen Baumes.
Hat die obere Atmosphäre etwas zu viel Aether, so muss die Erde unten um ebenso viel zu wenig besitzen. Dieselbe ist also elektronegativ. Da bezüglich der Wirkung, welche die mit wachsendem Quadrate abnehmenden Kräfte der Bestandtheile der äusseren 2k)ne ausüben, diese letztere für die Körper der ein- geschlossenen Erdoberfläche unwirksam ist, so muss die Attraction der Erde die- jenige eines schwach negativelektrischen Körpers sein. Die elektropositiven chemischen Elemente enthalten verhältnissmässig mehr Aether als die elektro- negativen (Wittwsb, Grundzüge der Molecularphysik und der mathematischen Chemie), und sie werden etwas schwerer zu sein scheinen als ausserdem. Nimmt man das Atomgewicht des Wasserstoffes = 2, und vergleicht man die von Stas gemachten Bestimmungen, so ergiebt sich, dass die Atomgewichte nahezu ganze Zahlen sind, diejenigen der elektropositiven Elemente etwas grösser, die- jenigen der elektronegativen etwas kleiner, und beides um so mehr, je mehr der eine oder der andere der beiden Charaktere ausgeprägt ist.
Wenn die Erde auf ihrem Wege um die Sonne den allgemeinen Aether durchwandert, so muss sie vor sich her in Folge des Widerstandes des Mediums Aether vor sich her dichteren Aether (+ Elektricität) haben und wegen der Botation der Erde scheint diese Elektricität mit der Sonne um die Erde herum zu gehen. Derartiges kommt auch bei andern Weltkörpern vor und im Welten- raum müssen die so erregten Wellen in mannigfaltigster Weise auftreten.
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42
II. Abtheilang.
8. Herr E. Legheb- Wien: Ueber experimeBtelle Bargtellnng elektriseher BesonanzerseheinniigeB.
(Der Vortrag wird an anderer Stelle veröflfentlicht).
9. Herr C. Bunqb: Ueber die Speetren der AlkalieB und alkalischcB Erden.
Der Vortragende gab zunächst einen Bericht über die wesentlichsten Resultate der üntersnchongen, welche derselbe im Verein mit H. Kayseb Aber die Speetren der Alkalien angestellt und in den Abhandlungen der Berliner Academie von 1890 niedergelegt hatO Es lassen sich eine Beihe von Gesetzen nachweisen, welche einerseits zwischen den Wellenlängen jedes einzelnen Spectrums , andererseits zwischen den Speetren der Yerschiedenen Alkalien bestehen.
Dieselben Gesetze haben Kayseb und Runge in den Speetren der alkalischen Erden Magnesium und Calcium und in denen der chemisch nahe stehenden Stoffe Zink und Cadmium gültig gefunden. Die in diesen vier Speetren auftretenden Gruppen von je drei Linien lassen sich in zwei Serien auflösen, von denen die eine stärker und verbreitert, die andere schwächer und einseitig verbreitert ist Die Wellenlängen dieser Serien lassen sich durch die Formel
A-'=A— Bn-2— Cn-*
mit grosser Genauigkeit darstellen, wobei X die Wellenlänge, A, B, C Constanten bedeuten und wo n aufeinanderfolgende ganzzahlige Werthe annimmt. Für die drei Formeln, welche die ersten, zweiten und dritten Linien der zu einer Serie gehörenden Triple darstellen, haben die Constanten B und C dieselben Werthe, sodass also die Differenzen der Schwingungszahlen für alle Triple einer Serie dieselben Werthe haben. Die beiden zu denselben Speetren gehörigen Serien von Triplen zeigen ausserdem dieselben Differenzen der Schwingungszahlen.
Diese Schwingungsdifferenzen sind dagegen für die verschiedenen Speetren verschieden. Sie wachsen mit wachsendem Atomgewicht und zwar sind die Quadrat- wurzeln aus den Differenzen für die Triple von Magnesium und Calcium einer- seits und von Zink und Cadmium andererseits sehr nahe den Atomgewichten dieser Stoffe proportional, wie aus der folgenden Tabelle zu sehen ist
|
I») |
II«) |
I |
II |
||||
|
Differenz |
Differenz |
Quadrat- |
Quadrat- |
I |
II |
||
|
zwischen den |
zwischen den |
wurzeln |
wurzeln |
Atom- |
Quo- tienton |
Quo- tienten |
|
|
Schwingungs- |
Schwingungs- |
aus den |
aus den |
gewichte. |
|||
|
zahlen der ersten |
zahlen der ersten |
Diffe- |
Diffe- |
||||
|
u. zweiten Linie |
u. dritten Linie |
renzen |
renzen |
||||
|
Mg |
409 |
606 |
20,2 |
24,6 |
23,9 |
0,845 |
1,029 |
|
Ca |
1058 |
1579 |
32,53 |
39,74 |
39,9 |
0,815 |
0,996 |
|
Zn |
3885 |
5790 |
62,33 |
76,09 |
64,9 |
0,960 |
1,172 |
|
Cd |
11692 |
17089 |
108.13 |
130,72 |
111,7 |
0,968 |
1,170 |
10. Herr B. Lspsius-Frankfurt a. M.: Ueber die Einwirkiing des elek- trischen Liehtbogens auf Gase und Flüssigkeiten«
(Der Vortrag ist in einer gemeinschaftlichen Sitzung der Abtheilungen 2 n. 3 gehalten.)
Die Zweckmässigkeit der Einführung starker elektrischer Ströme in die chemischen Hörsäle und ihre Benutzung in der Vorlesung demonstrirte der Vor-
1) Statt der Schwingungszahlen selbst sind die ihnen proportionalen reciproken Werthe der Wellenlängen genommen auf 6 Stellen berechnet.
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Physik. 43
tragende durch einige Versuche. Von der Hafenverwaltung war demselben ein Strom von ca. 60 Volt in dankenswerther Weise zur Verfügung gestellt worden, welchen er zu denselben benutzte. Die Zersetzungsapparate waren von F. Mülleb in Bonn angefertigt Es wurden folgende Versuche ausgeführt:
1. 80 ccm Eohlendioxyd wurden in einem mit Eohleelektroden versehenen Glasapparate über Quecksilber abgesperrt Unter lebhaftem Glänze verbrannte die Kohle in dem Gase, als der Lichtbogen entzündet wurde, während das Volumen sich beträchtlich vergrösserte. Nachdem durch Kühlwasser die frühere Temperatur wieder hergestellt war, zeigte das Gas den doppelten Eaum; es hatte sich in Eohlenoxjd verwandelt, welches, am geöffneten Hahn entzündet, mit grosser, blauer Flamme verbrannte.
2. In ähnlicher Weise wurde der Lichtbogen im Schwefeldioxyd entzündet. Unter reichlicher Abscheidung von Schwefeldämpfen verbrannte die Kohle zu Kohlenoxyd, indem das Volumen sich verdoppelte.
3. An vier anderen Apparaten demonstrirte der Vortragende einen Vorlesungs- versuch, das Valenzverhältniss von Jod, Schwefel, Phosphor und Kohlenstoff zu zeigen.
4. um das Baumverbältniss von Stickstoff und Sauerstoff in der Luft zu demonstriren, wurde der Lichtbogen in einem abgemessenen Luftquantum ent- zündet Da hierbei nur der Sauerstoff, nicht aber der Stickstoff sein Volumen verdoppelt, so muss das Volumen um ein Fünftheil zunehmen, was durch Messen des wieder abgekühlten Gases bestätigt wurde.
5. umgekehrt verminderte sich ein Luftvolumen um ein Füuftheil, als der Sauerstoff durch eine elektrisch glühende Eisenspirale daraus entfernt wurde.
Diese Methode lässt sich sehr zweckmässig verwenden, um kleine Mengen ganz reinen Stickstoffs darzustellen.
6. Die Einwirkung des Kohlenlichtbogens auf flüssiges Wasser geschah in einer mit Bückflusskühler versehenen Glaskugel, in welcher das elektrische Licht anter Wasser entzündet wurdo. Augenblicklich beginnt eine lebhafte Gasent- wickelung. Das Wasser wird zu sogenanntem „Wassergas'S einem Gemisch von Wasserstoff und Kohlenoxyd, reducirt, welches an der Oeffnung des Apparates entzündet mit grosser Flamme verbrannte.
11. Herr J. Elsteb- Wolfenbüttel. Keae liehtelektrisehe Yersuehe*
A. üeber einen hemmenden Einflass der Belichtung auf elektrische Fanken and Büschelentladungen.
Stellt man einer frisch amalgamirten Zinkplatte von ca 20 cm Durchmesser eine Messingkugel von ca 1 cm Durchmesser gegenüber und verbindet erstere mit dem negativen, letztere mit dem positiven Pole einer Lifluenzmaschine, so setzt der etwa 10 cm lange Funkenstrom aus, sobald die Zinkplatte von kurzwelligem Lichte getroffen wird. Auch Büschel können auf diese Weise zum Verschwinden gebracht werden, Glimmlicht dagegen bleibt bestehen. Ohne Zweifel hängen diese Erscheinungen mit dem unter dem Einfluss des Lichtes erfolgenden Austritte negativer Elektricität aus der belichteten Polfläche zusammen. Befremdend scheint es indessen, dass die Wirkung auf eine Hemmung des Entladungsvor- ganges zurückkommt Wesentlich ist wohl der Umstand, dass durch Belichtung der negativen Polplatte die Ausbildung des positiven Büschellichtes erschwert wird. Der Gedanke liegt nahe, dass eine unter der Einwirkung des Lichtes von der amalgamirten Zinkfläche ausgehende unsichtbare Entladung dasselbe in ähnlicher Weise beeinflusst; wie bei den bekannten Versuchen von Herrn Hittobf und Herrn E. Wiedemann das im luftverdünnten Baume von der Kathode ausgehende Glimmlicht die positive Entladung zurückdrängt
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44 n. AbtheUaog.
B. lieber die Verwendung von Natrinmamalgam zu lichtelektrischen Versuchen.
Bringt man in einen etwa 20 cm langen und 3 cm weiten , mit Platin- elektroden versehenen, evacoirten Glasrecipienten eine Qnantit&t flüssigen Natrium- amalgames hinein und verbindet die Amalgamfläche leitend mit dem negativen Pol einer trockenen Säule, während man die eine der Elektroden zur Erde ableiteti so sinkt bereits unter dem Einflüsse des zerstreuten Tageslichtes die Spuinung des negativen Poles auf ein Minimum herab.
Ein solcher Apparat hält statische negative Ladungen nur im verflnsterten Baume, positive dagegen selbst im intensivsten Sonnenlichte vollständig. Quarz- fenster oder dergL zum Einlassen von ultraviolettem Licht sind an dem Apparate nicht angebracht Die lichtelektrische Wirkung wird hier also nicht durch die kurz- welligen Strahlen hervorgemfen. In der That kann man sich auch leicht davon überzeugen, dass selbst Natriumlicht entladend wirkt.
G. lieber den hemmenden Einfluss des Magnetismus auf lichtelektrische Entladungen in verdfinnten Gasen.
Die lichtelektrischen Erscheinungen sind in mancher Beziehung den elek- trischen Vorgängen analog, welche beim Contact von Gasen und glühenden Körpern beobachtet werden. Nun war gefunden, dass der Uebergang der Elektricität von einem glühenden zu einem kalten Körper dnrch magnetische £[räfte im Allgemeinen erschwert wird. Die analoge lichtelektrische Erscheinung müsste die sein, dass in hochverdflnnten Gasen der Austritt negativer Elektricität aus einer belichteten Fläche im magnetischen Felde gehemmt würde. Wir haben nach dieser Analogie gesucht und dieselbe bestätigt gefunden.
Lässt man die lichtelektrische Entiadung in dem unter B beschriebenen Bedpienten im magnetischen Felde vor sich gehen, so flndet in der That eine Entiadungshemmung statt Das magnetische Feld wirkt wie ein zwischen Licht- quelle und Amalgamfläche geschobener undurchsichtiger Schirm.
Diese Entladungshemmung durch Magnetismus scheint nicht ohne Bedeutung zu sein für die Auffossung der lichtelektrischen Vorgänge überhaupt Vor allem scheint sie gegen die jetzt viel&ch vertretene Ansicht zu sprechen, dass die Elek- tridtätsübertragung durch die die Amalgamfläche verlassenden Staubtheilchen ver- ursacht werde.
Die unter A, B und C beschriebenen Versuche, deren wesentlichste in der Sitzung vorgeführt wurden, sind im Verein mit Herrn Geitel aufgefunden und kürzlich in Wtwdkmawit's Annalen publicirt worden.
Li der Discussion weist Herr BicHABz-Bonn auf die Versuche hin, welche er in Gemeinschaft mit Bobebt von Hslmholtz angestellt hat [Ueber die Einwirkung chemischer und elektrischer Processe auf den Dampfstrahl und über die Dissociation der Gktse, insbesondere des Sauerstoffis; Wibdbh. Ann. XL, pag. 161—202, 1890]. Nach denselben ist es unwahrscheinlich, dass der Elektricitäts- verlust von geladenen Metallen durch Bestrahlung mit ultraviolettem Lichte auf Bechnung von Zerstäuben zu schreiben ist Vielmehr glaube er, dass bei der Beleuchtung an der Oberfläche des Metalles eine Dissociation der Gasmoleküle stattflnde and die Fortführung der Elektricität durch die auftretenden Jonen be- wirkt werde.
Herr Elstbb bemerkt dazu, dass eine Zerstäubung des Natriums bei Belichtung von Natriumamalgam durch Flanunenreaction nicht nachweisbar ist
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Physik. 45
12. Herr Willy-Wien- Charlottenborg: Die sresrenwttrtigre Lage der Ener- gielehre.
Durch das Princip der Erhaltung der Energie ist dieser physikalische Be- griff ans dem Bahmen der übrigen herausgehoben. Ursprünglich neben andern ein Integral der allgemeinen dynamischen Differenzialgleichungen ist sie durch die Vorstellung ihrer Unzerstörbarkeit zu einer objectiven Bedeutung gelangt, welche es als gewiss erscheinen lässt» dass sie, unabhängig von den Formen nn- seres Begreifens, etwas den Dingen immanentes darstellt und gleichzeitig mit der Materie die auf uns einwirkende Erscheinungswelt ausmacht Es ist deshalb auch das bewusste Bestreben der Physiker in letzter Zeit gewesen, bei der fris- senschafüichen Behandlung der Naturerscheinungen vor allem die Energie als das grundlegend gegebene aufzuÜEtösen und aus ihr die Gesetzmässigkeit der Er- scheinungen in den mit den Thatsachen zu vergleichenden Ausdruck zu bringen.
Es ist dabei merkwürdig, dass die consequente Durchführung des leitenden Gedankens im umgekehrten Verhältniss zum Alter der einzelnen physikalischen Gebiete sich gestellt hat, so dass die mechanische Wärmetheorie, die jüngste der Disciplinen, von diesem Standpunkte aus die vollkommenste ist, die reine Me- chanik dagegen am meisten zurückgeblieben erscheint Man kann die Gründe aus der Natur der Sache leicht erkennen. Am klarsten lässt der Begriff der Energie sich den Erscheinungen unterlegen, bei denen nur rein kinetische Vor- gänge thätig sind, weil der Begriff der potenziellen Energie immer noch wieder die Vorstellung von Kräften voraussetzt, also immer gewisse Unklarheiten in Betreff des primär vorausgesetzten bestehen bleiben. In der reinen Wärmetheorie kann man in der That die Energie als rein kinetische betrachten, in fast allen andern Vorgängen hat man noch die potenzielle Energie, welche die Einfachheit der Betrachtungsweise wesentlich beeinträchtigt
In der reinen Mechanik namentlich hat man es nach den bisherigen Me- thoden fast ausschliesslich mit Bewegungen zu thun, welche in ihrem Verlauf als bedingt von Fem- oder Druckkräften verfolgt werden, sodass der Begriff der potenziellen Energie hier nur in wenigen Spezialfällen zu umgehen war. Es kann nun keinem Zweifel unterliegen, dass die Art und Weise dieser Darstellung, welche sich auf die von Galilsi und Nbvtton gegebenen Grundlagen stützt, abge- sehen von der möglichen Verfeinerung der Methoden, die einfachste ist für alle die Naturvorgänge, welche es zulassen, die Bewegung jedes einzelnen materiellen Theilchens auf constant wirkende Kräfte als Ursachen zurückzuführen. Es ist als sicher anznnehmen, dass wir niemals von diesem Wege abgewichen wären, wenn nns von der Aussenwelt nur die groben Bewegungen der Massen, wie wir sie direkt wahrnehmen, zur Erforschung übergeben wären; dann hätte aber auch das Gesetz von der Constanz der Energie niemals seine weltumfassende Bedeutung erlangt, sondern die eines interessanten Integrals der Differenzialgleichungen der Bewegung.
Wir haben aber eine grosse Menge von Erscheinungen vor uns, welche eine direkte Behandlung in keiner Weise zulassen. Es ist für die Zwecke unseres Erkennens durchaus ohne Bedeutung, der Bewegung der einzelnen Moleküle oder Atome in Baum und Zeit nachzuspüren, sondern es wird uns stets nur auf die Wirkungen ankommen, welche diese Bewegungen in ihrer Gesammtheit nach aussen hin ausüben können.
Ganz andere Grundsätze sind erforderlich, diese zusammenfassende Be- handlungsweise auf dynamische Grundlagen zu bringen, und hier tritt der Ener- giebegriff erst in seiner weittragenden Bedeutung als deijenige hervor, der uns in den Stand setzt, die verworrenen Erscheinungen in einer für unsere Vorstel- lung höchst angemessenen Weise zu ordnen.
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46 II. Abtheilang.
Hierdurch siod wir aber ermächtigt, im Interesse der höheren Einheit in unserer Erkenntniss rückwärts Umschau zu halten, in wie weit bei den Kräften der reinen Mechanik der Energiebegriff als Grundlage fruchtbringend wirken kann. Man würde hierzu selbst dann berechtigt sein, wenn für einzelne Erscheinungen verwickeltere Beziehungen sich ergeben sollten, als die für dieselben gewonnenen einfachen G^esetze sind, wenn nur Gewähr geleistet wird, dass eine Unterlage für eine einheitlichere Betrachtungsweise sämmtlicher Naturerscheinungen gewon- nen wird.
Das Gesetz von der Constanz der Materie ist immer so aufgefasst worden, dass ein materieller Theil, der an einer Steile des Baums verschwindet, an einer anderen wiedererscheinen mnss, und zwar indem er den zvnschenliegenden Baum durchläuft. Die Erhaltung der Energie ist in dieser Weise noch nicht festgesetzt worden. So lange man an die Existenz unvermittelter Fernkräfte glaubte, war die Möglichkeit einer Energieübertragung denkbar, ohne dass diese ihren Ort in stetiger Weise zu verändern brauchte. Es sind diese Vorstellungen der Kräfte einer consequenten DurchfOhrung der Energielehre ganz besonders hinderlich ge- wesen; eine neue Bedeutung gewinnt der Energiebegrifif dann, wenn man ihn mit der Substanz vollständig in Parallele stellt und demzufolge annimmt, dass auch eine Veränderung der Energie räumlich nur in stetiger Weise erfolgen könne. Sehr hülfreich für diese Auffassungsweise sind die Versuche, die unvermittelten Femkräfte auf Druckkräfte zurückzuführen, die stetig von Punkt zu Punkt wirken. Dann kann man überall von stetiger Ausbreitung der Energie durch den Baum sprechen, ganz abgesehen davon, ob es sich um kinetische oder potenzielle Energie handelt Es ist dann leicht, die Vorstellung durch einfache Hülfsbegriffe zu be- festigen.
Man kann von Strömungscomponenten der Energie sprechen, denen eine be- stimmte Intensität und Bichtung zukommt, in vielen Fällen ist noch eine weitere eindeutige Zerlegung möglich und man kann direct die Geschwindigkeiten der Energie in bestimmten Bichtungen festlegen. Die Continuitätsgleichung für die stetig den Baum erfüllende Masse gilt in derselben Form auch fOr die Energie. Diese Darstellnngsart lässt sich ohne weiteres auf solche Systeme übertragen, die zwar räumlich getrennte Glieder enthalten, durch Einführung von Mittelwer- then indessen analytisch in derselben Weise gefasst werden können wie die ste- tigen Massen.
Um bei einem in bekannter Bewegung hefindlichen System die Bewegung der Energie zu verfolgen, muss man von der Vorstellung der Continuität aus- gehen, dass die in einen Baumtheil strömende Energiemenge gleich sein muss der zeitlichen Aenderung derselben. Es setzt dies ohne weiteres voraus, dass diese zeitliche Aenderung der Energie innerhalb eines beliebigen Baumtheils dar- gestellt werden kann durch ein über die Oberfläche desselben zu nehmendes In- tegral. Die Bildungsweise dieses Integrals bringt es dann immer mit sich, dass der Ausdruck unter dem Integralzeichen eine Zerlegung der Strömungscomponen- ten nach den Coordinaten in sich schliesst, die dann ohne weiteres herauszulesen sind. Diese Darstellungsweise ist zulässig, gleichviel ob es sich um kinetische oder potenzielle Energie handelt.
Sind indessen beide Arten gleichzeitig vorhanden, so liegt ein grosser Unterschied für die Darstellung darin, dass aus dem als bekannt vorausgesetzten Energievorrath eines Systems noch nicht die wirklich eintretenden Bewegungen desselben abgeleitet werden können; zu dem Ende mnss man beide Arten einzeln kennen, d. h. analytisch als Functionen der Coordinaten, der Geschwindigkeiten und der Zeit.
Sind nur kinetische Vorgänge da, so ist mit der Energie zugleich der ganze
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Physik. 47
Verlauf der Bewegangen gegeben , and hierin liegt der Gmnd für die ausseror- dentliche Vereinfachung der Vorstellungen.
Ihren Hauptwerth gewinnen diese Betrachtungsweisen bei den elektrischen und thermischen Erscheinungen. Jedoch ist ihre Anwendung auf die Mechanik der Einzelbewegung der Analogien wegen nicht ohne Interesse. Eine Klasse Ton solchen Bewegungen, in welcher unsere Voraussetzungen ohne weiteres erfQUt sind, haben wir in den FlQssigkeitsbewegungen.
Es gelingt hier sehr leicht, die Ausdrücke für die Strömungscomponenten der Energie zu bilden. Dieselbe bewegt sich in ganz ähnlicher Weise wie die Flüssigkeitstheilchen selbst Wenn keine Wirbel vorhanden sind, ist die Bewe- gung einer Flüssigkeitsmasse bekanntlich durch die in ihrer Oberfläche stattfin- denden völlig bestimmt Auch die Strömungen der Energie sind vollständig durch die in die Oberfläche einströmende gegeben. Die Strömungscomponenten der Energie lassen sich ebenfalls als partielle Ableitungen einer Funktion darstellen, ehenso wie die Componenten der Geschwindigkeit Sind Wirbelbewegungen vor- handen, so tritt in dem Integral, welches die Strömungscomponenten der Energie enthält, noch die Abhängigkeit von Druck und äusseren Kräften hinzu, die Bahnen der Energie sind hier viel verwickelter, ohne jedoch ihre Aehnlichkeit mit denen der Flüssigkeit im grossen und ganzen zu verlieren.
Ich muss darauf verzichten, grössere Einzelheiten vorzuführen, welche ohne analytische Betrachtungen sich nicht ableiten lassen. Kommt es doch auch vor- zugsweise nur darauf an, eine allgemeine Uebersicht zu geben über die Art und Weise, in welcher die besprochene Betrachtungsweise sich durchführen lässt
Wir kommen nun zu einer Gruppe von Naturerscheinungen, mit welchen die Vorstellung der Bnergiebewegung schon lange unzertrennlich verbunden war, näm- lich den Strahlungen. Man kann hierher alle die regelmässigen Wellenbewe- gungen zählen, welche von einem Erschüttemngscentrum ausgehen, und sich mit endlicher, im homogenen Medium constanter Geschwindigkeit ausbreiten. Es sind dies sowohl Schall- wie Lichtwellen als auch die elektrischen Oscillationen, welche bekanntlich mit denen des Lichtes als zusammengehörig zu betrachten sind. Sie alle sind in ihren Grundformen analog und haben auch für ihre Darstellung eine gemeinsame Differenzialgleichung. Es ist überall sowohl kinetische als po- tenzielle Energie vorhanden, erstere dargestellt durch die Geschwindigkeiten, letz- tere durch die Beaction des elastischen Mediums. Wenn man eine einzelne Schwingung von bestimmter Bichtung als primär betrachtet, so sind die Strö- mungscomponenten der Energie von der Bichtung der Ausbreitung abhängig bei den elektrischen und Lichtwellen. In der Bichtung der Schwingung ist ihre In- tensität am geringsten, senkrecht dazu am grössten. Im allgemeinen Falle sind die Strömungscomponenten der Energie auch periodische Funktionen des Orts und der Zeit, die Energie strömt abwecliselnd hin und her, nur ist der zurücktretende Betrag kleiner als der fortströmende.
Eine ausserordentliche Vereinfachung gewinnt die Darstellung, wenn man die Annahme machen darf, welche bei Lichtwellen zutrefifen, wie sie von den Molekülen der Körper erregt werden. Es bestehen diese zunächst in der Ein- führung von Mittelwerthen in Bezug auf die Schwingungsrichtung und die Energie während einer Schwingung. Da die Schwingungen der Moleküle völlig unge- ordnet vor sich gehen, ist in einem bestimmten Zeitraum keine Bichtung vor der andern bevorzugt, und die Ausbreitung der Energie geschieht nach allen Sich- tungen in gleichförmiger Weise. Femer kann man von der potenziellen Energie ganz absehen und den Mittelwerth der kinetischen einführen, den dieselbe wäh- rend einer Schwingung hat Dann breitet sich die Energie nur mit gleichmäs- siger Geschwindigkeit aus. Ist noch die Wellenlänge unendlich klein, so nehmen
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48 n. Abtheüung.
die Strömnngscomponenten eine besonders einfache Gestalt an. Die Differenzial- gleichang der Continuität gewinnt dieselbe Form wie die einer wirbellosen Flüs- sigkeit Der Gang der Lichtstrahlen, in deren Weg sich ein nndorchsichtiger Körper befindet, ist dann eine discontinnirliche Bewegung der Energie. Ganz in derselben Weise strömt ein Flüssigkeitsstrahl in discontinuirlicher Bewegung dahin, wenn er an scharfen Ecken oder Kanten vorbeifliesst Die Discontinnität der Energiebewegong hört auf, sobald Dimensionen in den Körpern vorkommen, welche mit den Wellenlängen vergleichbar werden. Dann strahlt die Energie nach allen Bichtnngen auseinander.
Wir wenden uns jetzt zu den elektrischen Strömen, bei denen die Bewegung der Energie sich besonders anschaulich darstellt
Für diesen Fall ist die Behandlung schon von J. H. PoYinüNaO gegeben. In der MAXwisLL'schen Theorie der Elektricität wird bekanntlich angenommen, dass die elektrischen und magnetischen Erscheinungen in der Polarisation des Didectri- cums bestehen, die sogenannten Leiter dagegen hauptsächlich die Eigenschaft haben, die Kraftlinien zu zerstören, sobald dieselben sich nicht senkrecht zu seiner Oberfläche befinden.
Bildet man aus den grundlegenden Differenzialgleichungen die Strömungs- componenten der Energie, so folgt aus der Form derselben, dass im elektromag- netischen Felde die Energie sich senkrecht bewegt zu den elektrischen und mag- netischen Kraftlinien. Wenn man einen Gondensator durch einen unendlich dünnen Draht schliesst, der durch seine Masse keinen Einfluss ausübt, so wird er sofort beginnen, die Kraftlinien zu zerstören und die Energie in Wärme umzuwandeln, während aus dem elektrischen Energievorrath immer Ersatz herantritt
Die Kraftlinien bewegen sich senkrecht zu sich selber durch den Baum hin auf den Schliessungsdraht zu, in welchem sie dann verschwinden. Auf. diese Weise tritt eine dauernde Bewegung der elektrischen Energie ein, welche in dem Baum zwischen der Condensatorplatte ihren Anfang nimmt und im Drahte endigt, von wo die Energie als Wärme wieder herausströmt Es ist klar, dass ein sta- tionärer Zustand nur bestehen kann, wenn die fortströmende Energie dauernd ersetzt wird durch entsprechend arbeitende Qaellen, wie dies bei den galvanischen Elementen der Fall ist
Die aus dem Leiter strömende Wärme muss gleich der eintretenden elek- trischen Energie sein. Jene ist proportional dem Wärmeleitungsvermögen und dem Temperaturgefälle im Innern des Leiters. Das letztere hängt nun bei ver^ schiedenartigen Leitern von denselben Dimensionen von der Kraft ab, mit wel- cher die elektrische Energie in Wärme verwandelt wird. Diese wird dnrch das elektrische Leitungsvermögen gemessen. Nach den bisherigen Beobachtungen sind nun elektrisches und Wärmeleitungsvermögen bei den Metallen proportional Es würde daraas folgen, dass die Strömungen beider Energiearten hier an nahverwandte innere Vorgänge geknüpft sind.
In anderer Weise stellen sich uns die Erscheinungen dar, bei welchen die Energiebewegung vom Entropieprinzip geleitet wird. Die mechanische Bedeutung des Entropiegesetzes ist bekanntlich die, dass die Energie von Stellen grösserer Intensität zu solchen geringerer Intensität hinüberströmt und dass bei gleich- massiger Energievertheilung keine Bewegung derselben stattfindet Dasselbe gilt nicht nur für die Thermodynamik, sondern auch für solche mechanische Systeme, welche nur stationäre Bewegungsvorgänge enthalten und bei denen eine Energie- übertragung nur durch Koppelung, d. h. Herstellang fester Verbindungen geschieht. Hierdurch wird die Bewegung der Energie im allgemeinen vollständig bestimmt^
1) PhiL Transact 1885. S. 343.
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Physik. 49
weil diese Vorgänge eben nur summarisch zu behandeln nnd ebenso wie die einzelnen Bewegungen, so auch die der Energie für uns ohne Interesse sind. So ist für unsere Betrachtung im gleichtemperirten Gase die Energie in Ruhe, obwohl unter den einzelnen Molekülen der lebhafteste Austausch derselben stattfindet üeberall muss deshalb eine Trennung der freien Energie, d. h. deijenigen, deren Bewegungen wir im einzelnen verfolgen wolleui Ton der gebundenen erfolgeUi die für uns nur summarisches Interesse hat
Wir wollen noch eine interessante Erscheinung betrachten, bei welcher die Energiebewegung in eigenthümlicher Weise stattfindet, die ThermostrOme. Wenn wir in einem aus zwei verschiedenen Metallen gebildeten Stromkreis die eine Be- rfihmngsstelle erwärmen, so geht ein elektrischer Strom durch denselben. Nach der bereits gegebenen Darstellung strömt die Energie durch den Aether in den Stromkreis. Ausserdem wird an der zweiten LOthstelle PBLTiBB*sche Wärme frei, welche durch den Strom erzeugt wird. Nach unserer Vorstellung, welche die elektrischen Vorgänge in den Aether verlegt, geht die Energie von der wärmeren zur kaltem LOthstelle direkt durch den Aether über. Femer wird durch den THOMSON-Effekt der elektrische Strom überall, wo Temperatnrgef&lle ist. Kälte oder Wärme hervorbringen. Es geht dann von hier Energie in den Aether über, die sich wieder im ganzen Stromkreise verliert
Denken wir uns nun die beiden Löthstellen wieder auf gleiche Temperatur gebracht und in den Stromkreis eine elektromotorische Kraft gelegt, welche einen Strom von derselben Richtung erzeugen möge, wie sie der Thermo- strom hatte.
Es wird dann dieselbe Energiebewegung stattfinden, nur dass die Kraft- linien vom Sitze der elektromotorischen Kraft ausgehen, ebenso wie die Pkltibb- sche Wärme für die Löthstelle, welche vorhin die kältere war. Da die Energie- bewegung genau in derselben Richtung stattfindet, wird von der andern Löthstelle Energie ausgehen, dieselbe also abgekühlt werden.
Nach der GLAüsiuB-THOMSOK-BuDDB*schen Theorie ist der Sitz der elektro- motorischen Kraft die Löthstellen, die PELTiEB'sche Wärme wird direkt vom Strome erzeugt, die THOMSON*sche ist von dieser principiell nicht verschieden, da kältere und wärmere Stellen desselben Metalls einen Potenzialsprung besitzen sollen. Nach der Theorie von Kohlbausoh wird der Thermostrom im ganzen Stromkreise er- zeugt, da die Wärmebewegung einen elektrischen Strom hervorrufen soll Die THOMSOK*sche Wärme ist hier die Compensation für die in Elektricität um- gewandelte, die PBLTiEB*sche ein&ch die Differenz der an der Löthstelle in dem einen Metall durch die Strombewegung fortströmenden, in dem andern zuströmenden Wärmemengen.
Nach beiden Anschauungen bewegt sich die Energie von jeder Stelle des Leiters durch den Aether nach allen übrigen Stellen, wo sie dann wieder in Wärme verwandelt wird. Jedenfalls ist die Thatsache die, dass bei den Thermo- strömen die Energie sich theilt, indem ein Theil im Stromkreise als Wärme da- hinfliesst, der andere sich durch den Aether fortbewegt, und es scheint nicht wesentlich, von zwei unzertrennlich neben einander bestehenden Phänomenen das eine als Ursache, das andere als Wirkung zu betrachten.
Aus diesen Ueberlegungen ergiebt sich nichts, was uns hindern könnte, die Bewegung der Energie als eine zweckmässige Erleichterung bei der Betrachtung der Naturerscheinungen au^Eufassen. Die Bedenken, welchen dieselbe noch unter- liegen wird, sind höchstens erkenntniss-theoretischer Natur. Welcher Art dieselben auch sein mögen, eins scheint mir unzweifelhaft sicher zu sein, dass wir auf diese Weise eine Einheitlichkeit unserer Naturauffassung erhalten, wie sie sonst nicht erreichbar sein wird.
VcrhandUngan. 1890. II. 4
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50 n. Abtbeilang.
13. Herr GErrzL-Wolfenbflttel: Photometrie der «ItraTioletten Strahlaiir der SoBBO.
Die lichtelektrische EDtladang negativ elektrisirter Flächen von amalgamirtem Zink unter der Einwirkung der Sonnenstrahlen ist, von Herrn Elsteb und dem Vortragenden während des Zeitraumes eines Jahres an normalen Tagen stflndlich be- obachtet worden. Die wirksamen Strahlen gehören im wesentlichen dem ultravioletten Theile des Spectrums an. Als lichtempfindliche Fläche dient eine Kugel von chemisch reinem amalgamirtem Zink am Ende einer gegen die Sonne gekehrten, zur Erde ab- geleiteten (innen geschwärzten) Metallröhre. Es wird angenommen, dass der 2^r- streuungscoefficient der negativen Elektricität proportional der Lichtintensität seL Unter dieser Voraussetzung wird diese dargestellt durch die Formel:
J = ^aogVo— logV).
Hierin bedeutet Vo das Potenzial der Zinkkugel zu Anfang, V das am Schluss der Exposition, t die Expositionsdauer, C die Capacität des Apparates. K ist eine von der Natur des lichtempfindlichen Stoffes abhängige Constante.
ZnrPotenzialmessungdienteincalibrirtesEzKEB'schesAlumininmblattelektroskop.
Die Richtigkeit der Formel ist geprfill durch Versuche mit dem punktförmigen Lichte elektrischer Funken (eines Inductoriums); sie stellt das Gesetz der Abnahme der Lichtintensität mit dem Quadrat der Entfernung von der Lichtquelle mit befHedigender Genauigkeit dar.
Vorsichtsmaassregeln sind nOthig gegenüber dem Einfluss des atmosphärischen Potenzialgefälles, sowie znr Sicherung einer constanten Capacität des Apparats.
Eine Abhängigkeit des Entladnngsvorganges von der Temperatur der Zink- kugel, dem Feuchtigkeits- und Kohlensäuregehalt, sowie der Dichtigkeit der dieselbe umspülenden Lnft ist unzweifelhaft vorhanden, doch Hess sich dieselbe innerhalb der Grenzen, in denen diese Factoren in der Atmosphäre schwanken, noch nicht mit völliger Sicherheit feststellen. Nach dieser Richtung sind noch ergänzende Versuche vorzunehmen. Die Elektricitätszersetzung (ohne Einwirkung des Lichtes) kann in Rechnang gezogen werden.
Es waren die Tagescurven der Lichtintensitäten ffir die Monate December, April, Juni, sowie die Jahrescurve (der Mittagswerthe) ffir Wolfenbüttel ausgestellt
Im Monat Juli beobachteten Herr Elster und der Vortragende mit zwei Apparaten auf der meteorologischen Warte des Sonnblick sowie an der Fussstation Kolm-Saigum in 3100 Meter bezw. 1600 Meter Meereshöhe. Die gemessenen Intensitäten, abhängig von der Sonnenhöhe dargestellt, wurden mit den in Wolfe n- bfittel erhaltenen verglichen. Hiemach nimmt die entladende Kraft der Sonnen- strahlen erheblich mit der Erhebung über den Meeresspiegel zu.
Ans den bisherigen Messungen scheint hervorzugehen, dass ein hoher Feuchtig- keitsgehalt der Luft ihre Transparenz ffir ultraviolettes Licht erhöht Herr Nodon in Paris hat die positive Elektrisirung der Kohle durch Sonnenlicht zu verschiedenen Zeiten verglichen und ebenfalls eine mit der Luftfeuchtigkeit zunehmende Wirkung erhalten.
Ihrem Gegenstande nach verwandt sind die mitgetheüten Beobachtungen mit denen der Herren Buksbn und Rosoob betr. die chemische Intensität der Sonnen- strahlen.
14. Herr F. S. AsoHENHOLD-Berlin : üeber die BewSlkungsgrSsse des Naehthimmels und ihre Registrirong.
Die gebräuchliche Bezeichnungsweise der Bewölkungsgrösse des Himmels giebt uns keinen Anfschluss über die Art der Verth eilung der Wolken am
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Phyaik. 61
Himme], sondern nur Aber die Grösse des Areals, welches zu einer bestimmten Beobachtongszeit yon den Wolken besetzt ist Es wäre erwflnscht, sowohl fQr die besonderen Zwecke eines eingehenden Studiums des Einflusses von Sonne und Mond auf die BewölkangSTerhältnisse, wie auch ff&r andere meteorologische Fragen, nicht nur die BewOlkungsgrösse summarisch für den ganzen Himmel zu kennen, sondern in Function von Azimut und Höhe. So war es beispielsweise bei der Beobachtung der leuchtenden Nachtwolken, welche in diesem Sommer (1890) mit dankenswerther Unterstützung der Akademie der Wissenschaften zu Berlin auf Ver- anlassung Ton Herrn 0. Jbssb an verschiedenen Orten photogrammetnsch aufge- n(»nmen werden konnten, von besonderem Interesse für die Feststellang der Sicht- barkeitstage der leuchtenden Nachtwolken, im speciellen die Bewölkung des Nord- himmels zu beobachten, denn nur hier treten diese Wolken auf. Dies zu meiner Entschuldigung, dass ich als Astronom ein meteorologisches Thema vor Ihnen bebandle. Der weiter oben ausgeführte allgemeine Gesichtspunkt und letztere specielle Yerwerthung gaben mir Veranlassung, während der Monate Juni und JaH allnächtlich vom 9*^ bis 15^ eine solche nach den Horizontalcoordinaten orientirte Beobachtungsreihe der Bewölkung anzustellen, welche ich mit Tollem Zahlenmaterial an anderer Stelle publiciren werde. Hier sei nur kurz erwähnt, dass ich mich in diesem Falle mit 4 Segmenten, entsprechend den 4 Himmels- gegenden, begnügte, sie vom Meridian resp. dem 1. Vertical nach beiden Seiten je 45<^ zählend. Da der Bewölkung am Zenith, als mehr von lokalen Einflüssen ab- hängend and schneller wechselnd, ein geringeres Gewicht zukommt als der in niedriger Höhe, so ist die Orientirang nach der Höhe auch tou grossem Werthe. In diesem speciellen Falle unterschied ich nur 2 gleichgrosse Abtheilungen in 0<> bis 300 Höhe und von 30 <> bis zum Zenith.
Von meteorologischer Seite fand die Bewölkung des Nachthimmels bis jetzt nur wenig Beachtung; es scheint mir aber von Tomherein wahrscheinlich, dass sieh Nachts die Bewölkungs- und Bewegungsverhältnisse in unserm Luftmeer ein&cher gestalten als am Tage, wo die Sonne ihren unmittelbaren Einfloss aus- üben kann. Deshalb dürfte es nützlich sein, die Bewölkung des Nachthimmels zu registriren. Dieses wird durch photographische Aufnahmen des Sternenhimmels erreicht Auf den Photographien, die ich zu diesem Ende angefertigt habe, sehen Sie die Spur des Sternes unterbrochen, solange er von Wolken bedeckt ist Wir erhalten, wenn wir ein Instrument mit einer photographischen Platte unbewegt aofetellen und ununterbrochen exponiren, nicht allein über die Bewölkungs- grösse in Funktion tou Zeit, Azimut und Höhe, sondern auch durch die Fein- heit der Stemspur über den Bewölkungsgrad und die Art der Wolken in Bezug auf ihre Durchsichtigkeit für die verschiedenen Strahlen einen hinreichenden zahlen- mässigen Aufschluss. Wenn wir Platten resp. photographische Papiere Ton ent- sprechender Empfindlichkeit anwenden, so können wir diese Begistrirung für einen Theil des Himmels über die ganzen 24 Tagesstunden ausdehnen durch Zuhülfenahme Ton Sonne, Mond und helleren Planeten. Ich brauche wohl kaum zu erwähnen, dass der Apparat für eine längere Zeit mit empfindlichen Papier versehen werden kann, so dass er nur durch ein Uhrwerk bedient zu werden braucht Den Werth einer solchen continuirlichen Beobachtungsreihe der Bewölkung des Himmels, bei welcher Gelegenheit sich auch manche andere Himmelsphänomene wie Blitze, Feuer- kugeln einregistriren werden, brauche ich wohl nicht weiter auszuführen.
15. Herr F. NEBSBK-Berlin: üeber die WärmeeneagoBg in Geissler- sehen Bohren.
Die in Gemeinschaft mit Prof. Paalzow angestellte Untersuchung ging Yon dem Wunsche aus, die Folgerungen aus der in GsissLSB'schen Bohren
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52 IL Abtheüang.
dnrch die Enüadungen erzeagten Wärme dadurch einfacher gestalten zu können, dass zu der Erwärmung nur eine einzige Entladung benutzt wurde. Aussicht auf die Möglichkeit, die hierbei entwickelten sehr kleinen Wärmemengen zu messen, bot die hohe Empfindlichkeit des Verdampfungscalorimeters, welches Ton dem Vortragenden früher beschrieben ist Mit Aetherfällung erreicht dasselbe theoretisch eine Empfindlichkeit, die ungefähr 200 Mal grösser wie die des BuNSEN*schen Eiscalorimeters ist Die Versuche ergaben^ dass das Aethercalori- meter zu dem beabsichtigten Zwecke ausreichte. Es ergaben sich für eine Ent- ladung Ausschläge bis zu 100 Skalentheilen. Die Beobachtungen wurden durch Unregelmässigkeiten sehr gestört, deren Grund nicht in dem Verhalten des Calori- meters, sondern in dem elektrischen Theile liegt Unter denselben äusseren Um- ständen war die bei einer Entladung durch die Bohre hindurchgegangene Eiek- tricitätsmenge, welche galvanometrisch gemessen wurde, ausserordentlich verschieden. Die Entladungen wurden auf zwei Arten bewirkt, mittelst BuH3CE0BFF*schen In- dnctor mit Quecksilberunterbrechung und dadurch, dass der Ladungsstrom einer Batterie Ton 700 Elementen mit etwa 1200 Volts für einen Condensator Ton 1 Mikrofarad durch die Bohre geschickt wurde. Da in dem letzteren Falle die Unregelmässigkeiten noch viel ausgeprägter auftraten wie bei Benutzung des Inductors, so sind dieselben nicht der Wirkungsweise des Inductors zuzuschreiben. Bei der Benutzung des Ladungsstromes der 700 Elemente zeigten sich z. B. erst einige ziemlich gleich starke Ausschläge des eingeschalteten Galvanometers bei den einzelnen Schlägen; dann abnehmende Schläge, dann einige Male gar keine Wirkung bei der Schliessung des Stromes, dann plötzlich ein starker Schlag u. s. £ Besonders auffoUend erschien die Thatsache, dass, wenn beim Versagen des Schlages der Schluss zwischen Condensator und Batterie einige Zeit «rhalten wurde, die Galvanometemadel erst in eine zitternde Bewegung gerieth und dann nach 3 — 11 Sekunden plötzlich durch starken Ausschlag das Eintreten einer vollen Ladung anzeigte. Es muss darnach die Oberfläche der Entladungs- röhre erst in gewisser Weise zugerichtet werden, ehe die Elektricität übergehen kann. Dass es die äussere Oberfläche ist, welche für die Möglichkeit der Ent- ladung zugerichtet werden muss, dafür spricht der Umstand, dass die erwähnte Erscheinung stärker aufkrat, wenn die ganze Bohre in Quecksilber oder in Oel eintauchte. Ln letzteren Falle waren die Ladungsströme, welche durch die Bohre gingen, stets erheblich kleiner, als wenn letztere frei in der Luft hing. Ein weiterer Verfolg dieser eigenthümlichen Strömung dürfte auf den Voigang der Entladung neues Licht werfen.
Mit Berücksichtigung dieser Ursache fQr Unregelmässigkeiten haben die vielen Versuche Folgendes ergeben. Sie bestätigen den Satz, dass
1. die Erwärmung proportional der durch die Bohre gegangenen uud galvano- metrisch gemessenen Elektricitätsmenge ist;
2. bei verschiedenen langen Bohren von gleichem Querschnitt nimmt bei höheren Drucken die in der ganzen Bohre entwickelte Wärmemenge mit der Länge der Bohre zu, aber nicht proportioual; bei geringeren Drucken von 5 mm an wird bei derselben Intensität des Stromes die ganze entwickelte Wärmemenge immer mehr unabhängig von der Länge der Entladungsröhre. Diese Erfahrung steht im Einklang mit Besultaten Hittobef*s.
Es ist wiederholt die Frage zu beantworten gesucht nach der Höhe der Temperatur, welche das Gas in der Bohre annimmt Diese Temperatur ergiebt sich aus dem beobachteten Wärmewerth des Schlages, wenn die Constanz der specifischen Wärme und ausserdem angenommen wird, dass während der kurzen Dauer des Schlages keine merkliche Wärmemenge ausgestrahlt wird. Dann er- gaben die Versuche für verschiedene Verhältnisse Temperaturen zwischen 10 000^^
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Physik. 53
und 100000 0. Es bedarf aber noch einer besonderen Prüfung, ob angenommen werden darf, dass während der kurzen Dauer eines Schlages in der That keine oder nur geringe Wärme ausgestrahlt wird.
16. Herr Herr G. QüiNCXE-Heidelberg: Keue Apparate für physikalisehe üebuBgen im Laboratorium*
Physikalische Laboratorien, in denen viele Studirende gleichzeitig arbeiten sollen, erfordern Messinstrumente, welche leicht beschafft und schnell aufgestellt werden können, welche keinen zu grossen Baum einnehmen, sich gegenseitig nicht stOren, und welche endlich so angeordnet sind, dass der Apparat möglichst durch- sichtig ist und dass sein Princip leicht erkannt werden kann.
Der Vortragende hat daher seit längerer Zeit sich bemüht, die bisher üb- lichen physikalischen Messinstrumennte so umzugestalten, dass sie bei gleicher Genauigkeit den oben angegebenen Bedingungen entsprechen. Dieselben haben sich theilweise weit über Erwarten bewährt und dürften mit Yortheil auch für wissenschaftliche Untersuchungen statt der bisher üblichen benutzt werden.
Auf den einzelnen Arbeitsplätzen werden dreibeinige, bloss aus Holz ge- arbeitete Arbeitsbücke aufgestellt, die ein Arbeiten in drei über einander gelegenen Stockwerken gestatten, namentlich in Tischhühe und in Augenhühe des sitzenden oder stehenden Beobachters. Der höchste Arbeitstisch liegt 100 cm, der mittlere 25 cm höher als die eigentliche Tischfläche. Der Baum des Laboratoriums ist dadurch yerdreifiächt und das lästige Hin- und Hergehen der Studirenden beschränkt.
Bei den elektrischen und magnetischen Apparaten ist die in Deutschland übliche subjektive Spiegelablesung durch objektive Spiegelablesung ersetzt, indem das Bild einer Lichtlinie im Kngelmittelpunkt eines Hohlspiegels auf eine 1 m entfernte Scala geworfen wird. Die Lage der Lichtlinie kann selbst in Zimmern, die von directem Sonnenlichte beleuchtet sind, bis auf 0,1 mm gemessen werden. Für grössere Genauigkeit lässt sich leicht der Hohlspiegel durch einen anderen von 2 m oder noch grösserem Badius ersetzen.
Die Magnete sind so klein gewählt, dass nebeneinander stehende Apparate sich wenig oder gar nicht merklich beeinflussen. Die Schwingungen sind stark gedämpft, die Torsion der Auf hängefäden leicht messbar.
Ein Multiplicator von grösster Empflndlichkeit ist vollständig in V2 Minute für den Gebrauch fertig aufzustellen und kostet incl. sämmtlicher Nebenapparate je nach Grösse der Drahtrollen 30 bis 50 Mark.
Leider ist die einfache Verpackung der Instrumente nicht rechtzeitig fertig geworden. Dieselben sollen der Abtheilung im nächsten Jahr vorgeführt werden.
Der Vortragende zeigt Apparate für NsvrroN'sche Farbenringe und Nöbhem- BEBG*sche Polarisationsapparate, welche aus gewöhnlichen Objectträgem und ge- bogenen Zinkstreifen für 50 Pfennig herzustellen sind, und zum Studium der hauptsächlichsten Erscheinungen vollkommen ausreichen.
Femer beschreibt der Vortragende eine Normalkette aus 200 CiiABo'schen Elementen in Harfen- Form, welche zum Aichen von Elektroskopen sehr ge- eignet ist
17. Herr L. Haepke- Bremen: Zur Gesehiehte der Erfindung des elek- trisehen Telegraphen.
Es ist allgemein bekannt, dass Gauss und Webbb im Jahre 1833 den ersten elektrischen Telegraphen construirten, der zwischen der Sternwarte zu Göttingen und dem physikalischen Eabinet die Verbindung herstellte. Die Leitung bestand aus zwei Drähten, welche an den Eirchthürmen Göttingens befestigt waren. Als
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54 n. AbtheUuDg.
1883 in Deutschland das 50 jährige Jubiläum dieser weltumgestaltenden Erfindung gefeiert wurde, brachte unser Naturwissenschaftlicher Verein zu Bremen auch seine Glückwünsche dar und erhielt von dem noch lebenden Jubilar W. Webeb das Dankschreiben, worin steht: „Der Telegraph ist von Gauss und mir erfunden*'.
Erst 1837 traten Whbatstonb und Cooks in England mit einem elek- trischen Telegraphen hervor, der ursprünglich nur zur Signalisirung beim Eisen- bahnbetrieb diente. Als in England 1887 die 50 jährige Jubelfeier der Webat- STONi'schen Erfindung veranstaltet wurde, wurden Gauss und Wbbeb in den Berichten nirgends erwähnt Was Jedermann weiss, scheint den englisdien Phy- sikern unbekannt zu sein. Im Anfange dieses Monats tagte die britische Natur- forscher-Versammlung (British Association) in Leeds, bei deren Eröffnung Sir Fbbdbbiok Abel als Präsident die Festrede hielt, welche die englische Zeitschrift „N^ture** vom 4. September wörtlich wiedergiebt. Er erwähnt bei der Entdeckung des elektrischen Telegraphen als Vorläufer Sormmurtno, Obbstedt, AmpI^bb, Stubobon und Ohm und hebt besonders Fabaday hervor, vergisst aber Gauss und Wbbbb gänzlich. Er fährt dann fort: „Cooks und Whbatstonb haben dem Telegraphen 1837 die praktische Anwendbarkeit verliehen. Ihr erstes Nadel- instrument konnte nur vier Worte in der Minute übermitteln und verlangte dazu fünf Drähte."
Gegen das Ignoriren der deutschen Erfinder möchte ich meine Stimme er- heben. Ich gedenke eine kurze sachliche Mittheilung der ,,Nature'' einzusenden, und dabei zu erwähnen, dass diese in der Physikalischen Section der Naturforscher- VersammluDg zu Bremen gemacht seL
18. Herr W. NBBNsr-Göttingen : Theorie der elektrolytisehen Thermo- kettea.
Anknüpfend an die von ihm früher entwickelte Theorie der Flüssigkeits- ketten leitet der Vortragende die Formeln ab, mit deren Hülfe sich die in einem verschieden temperirten Elektrolyten wirksamen elektromotorischen Kräfte aus den Gasgesetzen, den Jonenbeweglichkeiten und ihrer Aenderung mit der Temperatur berechnen lassen. An einem speciellen Falle legt der Vortragende die Beziehungen dar, welche zwischen der elekromotorischen Kraft und dem Pel tier-Effect der elektro- lytischen Thermoketten bestehen, welch letzterer durch die Wärmemenge gegeben ist, die bei der Compression oder Dilatation eines in Lösung befindlichen Körpers frei oder gebunden wird.
19. Herr W. Nbbnst u. P. DnuBB-Göttingen: Geschmolzenes Wismuth Im magnetischen Felde«
Es wurde constatirt, dass die Widerstandszunahme, welche magnetisirtes Wismuth aufweist, mit zunehmender Temperatur sehr rasch abnimmt und bei ge- schmolzenem Wismuth fast gänzlich verschwindet Da dieses Metall bei höherer Temperatur gleichzeitig seine ihm eigenthümliche Sprödigkeit verliert, so erscheint der Schluss naheliegend, dass sowohl die Widerstandszunahme wie auch die ver- wandten Phänomene (Halleffect, thermomagnetische Effecte) mit jener Eigenschaft in Beziehung stehen.
20. Herr Th. Dbs Coudbbs- Leipzig: üeber eine Methode mm Studium der Interdiffusion von Metallen.
Bedner bezeichnete seine Messmethode als analog mit deijenigen, welche H. F. Wbbeb seiner Zeit bei Bestimmung der Diffusionsconstanten des Zinkvitrioles benutzt hat Die Methode ist anwendbar auf die Diffusion zweier beliebigen Metalle in einander, sofern nur das eine von beiden Metallen durch das andere metallisch
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gefällt wird. Bei Ableitung der Formeln wird das FioE*sche Gesetz für die Inter- diflfosion von Metallen als gültig angenommen and ausserdem voransgesetzt, dass der osmotische Druck bei LOsung verschiedener Metalle in einander den Gasgesetzen folge. Hedner wies besonders darauf hin, dass die letzte dieser beiden Grundannahmen eigentlich die Gültigkeit des FicK'schen Gesetzes schon in sich schliesse. Für die Diffusion von Zink in Quecksilber ergaben die Messungen in sehr grossem Concen- trationsbereiche eine vorzügliche experimentelle Bestätigung der von der Theorie geforderten Gleichung:
0,0541 yti+T-|/t;
Jli 1 2 = lg . , — :
w ytj + T— yt2
Hier ist E12 die Differenz der elektromotorischen Kraft der Zelle in den Zeit- punkten ti und ts nach Unterbrechung des polarisirenden constanten Stromes, T die Dauer des letzteren, w eine von der Werthigkeit und Atomigkeit des ge- lösten Metalles abhängige ganze Zahl; für Zink = 2. Es gilt also im vorliegen- den Falle das FioK*sche Gesetz und die Diffusionsconstante ergab sich etwa hundert- mal kleiner als für Elektroljte. Sehr bedeutende Abweichungen zwischen den berechneten und den beobachteten elektromotorischen Kräften traten jedoch bei den alleräussersten Verdünnungen (z. B. 1 : 10<>) auf und zwar in so gesetz- mässiger Weise, dass Bedner eine nähere Untersuchung dieser Abweichungen für geboten hält
Wenige Yorversuche mit Quecksilber und Gold und mit Zink und Kupfer deuteten darauf hin, dass 0,1 mm dicke Platten des einen Metalls schon in über- raschend kurzer Zeit von nachweisbaren Spuren des andern Metalls durchdrungen werden. Es würden sich darauf vielleicht Moleculargewichtsbestimmungen fester Metalle gründen lassen.
21. Herr F. S. Abchenhold- Berlin: Das Photographiren der Stern- gehnuppei«
Unter Vorlage einer am 9. Aug. aufgenommenen Sternschnuppe des Perseiden- schwarmes wird auf den grossen Werth solcher Photographien hingewiesen, da sie die Genauigkeit der Beobachtungen um mehr als das 30 fache erhöhen und gleich- zeitig Fragen über die Beschaffenheit der höheren Luftschichten zu beantworten im Stande sind. Besonders möchte ich auf die günstigen Beobachtungsumstände des diesjährigen Leonidenschwarmes 12. — 14. November aufmerksam machen. Der Badiationspunkt (Bectascension = 150^ Declination=s24<>) geht um 11^ auf und culminirt gegen Morgen bei völliger Abwesenheit des Mondes, der ausserdem noch in der Phase des Neumondes ist.
In den Abtheilungsvorstand für das Jahr 1890 — 1891 wurden gewählt die Herren:
Professor Dr. HBBTz-Bonn,
Geh. Beg. Bath Professor Dr. KNOBLAüOH-Halle,
Professor Dr. DoBN-Halle,
Professor Dr. MACH-Prag,
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III. Abtheilung. Chemie.
EinfOhrender: Herr Director Dr. Jaxke. Schriftftihrer: Herr Beallehrer Dr. 0. Hebqt.
Gehaltene Vortrage.
1. Herr WiLLGEBODT-Freiburg i. B.:
a) Heber Nitrohjdrazo- und Hydronitroazoyerbindimgen.
b) Stereochemische Betrachtungen über Verbindungen der Elemente der Stickstofifgruppe.
2. Herr Winkleb- Freiberg L Sachsen: Beziehungen zwischen Magnesium und Wasserstoff.
3. Herr MüLLEB-Erzbach-Bremen : Volumsabnahme durch das Ausscheiden des Wassers aus wasserhaltigen Verbindungen und die begleitende Dampf- spannung.
4. Herr Abbe- Jena: Ueber Messapparate fflr Physiker,
5. Herr Löwenhebz- Charlottenburg: Ueber die Prüfung von Thermometern in Temperataren bis 300<>.
6. Herr Lümheb- Berlin: Einiges Neue aus der Photometrie. Hieran an- knüpfend:
7. Herr L. WEBEB-Eiel: üeber Umgestaltung des Milchglasplattenphoto- meters für einige specielle photometrische Aufgaben.
8. Herr B. Tolleks u. J. WioAin^GOttingen: Ueber den Penta-Eiythrit, einen ans Formal^^ehyd und Acetaldehyd synthetisch hergestellten 4 wer- thigen Alkohol.
9. Herr F. Kehbmakn- Aachen: Ueber Beziehungen der Euchodine zu den Indulinen und Saffraninen.
10. Herr Janke -Bremen: Beiträge zur Eenntniss der Zersetzungsproducte eiweiss- und fetthaltiger Substanzen.
11. Herr EBLENHEYEB-Bonn : Zur Kenntniss der Condensationsvorgänge.
12. Herr TBAUBE-Hannover:
a) Ueber Capillaritätsconstanten von Lösungen.
b) Bemerkungen über einige Beobachtungen bei hohen Drucken.
13. Herr LEPSius-Frankfurt a/Main: Ueber einige Thalliumverbindungen.
14. Herr FBEUND-Berlin : Ueber die Constitution der sogenannten Carbizine.
15. Herr Meyebhoffeb- Amsterdam: Ueber Cupridoppelsalze und Molekülver- bindungen.
16. Herr CuBTius-Eiel : Stickstoffwasserstofifsäure (Azoimid) N3H.
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Chemie. 57
1. Sitzung. Vorsitzender: Herr A. W. v. Hofmann.
-N^C
1. Herr C. WELLGEEODT-Preiburg i. B.: a) Ueber Nitrohydrazo- und Hydro- nitroazoTerbindungen.
Nach einigen von mir in den letzten Jahren aosgef&hrten nnd zum Theil bereits schon yeröffentlichten Arbeiten über symmetrisch secondäre aromatische Kitrohjdrazine , sowie anch über ein&chst nnd weiter redacirte Nitroazover- bindnngen ist es keinem Zweifel unterworfen, dass man scharf zwischen Nitro- hjdrazo- und Hjdronitroazoverbindangen zu unterscheiden hat Die Arten beider Eörperclassen sind um 2 Wasserstoffatome reicher als die ihnen zu Grunde liegenden Azoverbindungen. Bei gleicher Constitution der letzteren unterscheiden sich die sich auf sie beziehenden isomeren Hydroverbindungen durch die verschieden- artige Function der beiden reducirenden WasserstofEiatome. — Die HydrazokOrper sind durch die Hydrazogruppe, — NH — NH — , ausgezeichnet, die beiden Wasserstofbtome sind also an die Azogruppe gelagert Die Hydronitroverbin- düngen dagegen werden durch die Hydronitrogruppe,
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charakterisirt, die dadurch entsteht, dass sich die beiden reducirenden Wasser- stoffiatome in gegebener Weise mit der Nitrogruppe yerbinden.
Die Hydrazoverbindungen sind bis jetzt nur auf einem einzigen Wege, nämlich durch Behandlung primärer Hydrazine mit Pikrylchlorid, Dinitro- chlorbenzol etc., also mit solchen Nitrokörpem erhalten, in denen Halogenatome, Nitro- oder andere Gruppen beweglich und darum abspaltbar sind.
Die Hydronitroverbindungen dagegen lassen sich durch direkte Beduction von Nitroazokörpem mit Beductionsmitteln in alkalischer Lösung, ganz besonders mit alkoholischem Schwefelammonium darstellen, die zur Er- zeugung von NitrohydrazokOrpem nicht anwendbar ist.
In den Eigenschaften müssen, wie leicht begreiflich, die Glieder beider Beihen oft wesentlich differiren.
Die NitrohydrazokOrper haben den schwach basischen Charakter der nicht durch elektronegative Badikale substituirten Hydrazeverbindungen, die sich, wie ich beim Hydrazobenzol gefunden habe, mit der PlatinchlorwasserstofEisäure PtCleHj zu verbinden vermögen, vollständig eingebüsst; dieselben wirken aber auch selbst dann nicht säureartig, wenn sie 2 und 3 Nitrogruppen enthalten. — Der vollständig neutrale Charakter der Nitrohydroazokörper wird von Bedeutung für die Beurtheilung der hier auftretenden Isomeren, sowie auch der von ihnen derivirenden Nitrosoverbindungen ; denn derselbe bürgt dafür, dass in ihnen keine Gruppe der Structur,
^N— N— Ce, etc.
HO— N-OH
vorhanden sein kann; fehlt aber eine solche Gruppe, dann kann auch keine Nitrosoverbindung der Constitution,
daraus hervorgehen.
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58 III. AbtheUang.
(ranz anders verhalten sich nun die Hjdronitroazokörper, wie ein von diesem bekanntes Glied bekandet; dieselben sind, wenn anch äusserst schwache, säureartige Verbindungen, weil sie mit allen wässerigen, alkalisch reagiren- den Flüssigkeiten, wie Kali- und Natronlauge, Ammoniaklösung, Kalk- und Barjt- wasser schon in der Kälte unter Salzbildung umgesetzt werden. Der säureartige Charakter dieser Substanzen wird durch die Hjdronitrogruppe bedingt, die ausser dem am Stickstoff ruhenden Wasser- und Sauerstoffatom auch noch mit einer Hydroxylgruppe ausgerüstet ist
Was nun die Arten und Abkömmlinge beider Eörperclassen anbetrifft, so sollen zunächst die Hydronitro- und darauf die Nitrohydro-azoverbindungen betrachtet werden.
/. Hyäroniiroazoverbindungen und ihre Derivate.
Die Hydronitrokörper sind wegen ihrer günstigen Veranlagung durch die Hydronitrogruppe der verschiedenartigsten Wandlungen fähig.
1. Dihydro-mononitroazoverbindungen vermochte ich bislang nicht oder doch nicht im reinen Zustande zu gewinnen. — Behandelt man Mononitro- azobenzole mit alkoholischem Schwefelammonium nur so knrze Zeit, dass wohl Veränderung der Farbe, aber nicht vollkommene Lösung der festen Substanz ein- getreten ist, dann hat sich sehr wahrscheinlich zunächst die Hydronitroverbindung gebildet. Mit der Untersuchung der so erhaltenen Körper bin ich indessen noch beschäftigt — Die ersten Abkömmlinge der Hydromononitroazobenzole, erhalten bei weiterer Beduction, sind Verbindungen der zweiten Beductionsstufe der Nitrogruppe und zwar Dihydroxy-hydrazobenzole, charakterisirt durch die Gruppe
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hinfällige Körper, die einmal durch Wasserabspaltung in Janoysky's Azonitrol- säuren, d. h. in Azhydroxyazobenzole mit der Gruppe
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weiter aber auch in Azoxyazobenzole, versehen mit der längst bekannten Gruppe
— N— N—
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übergehen. Versuche, das p-Azhydroxyazobenzol, dargestellt aus reinem, bei 145^ schmelzendem p-Nitroazobenzol, durch weitere Beduction zunächst in eine Verbindung der dritten Beductionsstufe, ausgezeichnet durch die Gruppe,
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also gleichsam in einAzohydrat überzuführen, sind bis jetzt misslungen, die- selben lieferten mir vielmehr das bereits von Schmidt (B. V, 480) dargestellte p-Amidoazobenzol vom Schmelzpunkt 123<); sicherlich ein Beweis dafür, dass durch direkte Beduction der Nitroazokörper keine Nitrohydrazoverbindungen ent- stehen können.
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Chemie. 59
Eine Yerbrenniing des erhaltenen Körpers lieferte folgende Daten: Gefanden: Berechnet auf
C„H,,N3:
C 73,3 ö/o 73,1 o/o
H 5,58 «/o 5,6 o/o
Bei langsamem Yerdonsten alkoholischer Lösnngen wird diese schwache Base in grossen dunkelrothen Prismen erhalten. Aetherisch alkoholische Lösungen liefdm mit Platinchlorid ein rothbräunliches Platindoppelsalz, das wohl mit dem bekannten übereinstimmen dürfte. Interessant und anfallend ist die Aehnlichkeit des blauvioletten salzsauren Salzes mit demjenigen, das man aus dem Azhjdroxj- azoazobenzol mit concentrirter Salzsäure zu erhalten vermag.
2. Dihjdrodinitroazobenzole. Von diesen Verbindungen ist bis jetzt erst das Dihydro-p-dinitroazobenzol genauer bekannt geworden; dasselbe entsteht aas p-Dinitroazobenzol vom Schmelzpunkt 222® mit gelbem Schwefelammonium; ee wurde zuerst von Lbbmontow (B. V, 234) dargestellt, der es aber für Dinitro- hydrazobenzol ansprach.
Ich halte es nun für eine meiner nächsten Aufgaben, von dem Di-hjdro- p-dinitroazobenzol nach und nach die Verbindungen höherer Beductionsstufen darzustellen; dass die Lösung dieses Problems indessen eine sehr schwierige, vielleicht gar unmögliche ist, habe ich daraus ersehen, dass sich schon dann, wenn man die Beductionsbedingungen nur etwas verschärft, sofort sehr schönes, reines p-Diamidoazobenzol vom Schmelzpunkt 24 3 o bildet Dieses interessante Besultat lehrt, dass bei einer solchen Beduction zunächst die beiden Nitrogruppen total reducirt werden, und dass darauf erst die Azogruppe in Betracht kommt, ein schlagender Beweis dafür, dass das Product der ersten Eeductionsstufe kein Dinitrohjdrazobenzol sein kann. Das symmetrische Diamidoproduct wurde schon auf anderen Wegen von Nibtzki (B. XVn, 345) und Mixteb (B. XVI, 2927) gewonnen.
Behandelt man das Dihydro-p-dinitro-azobenzol mit Jod in alkoholischer Lösung, so wird äusserst reines p-Dinitroazobenzol vom Schmelzpunct 222 o regenerirt Dieselbe Beaction lässt sich mit einer Lösung von Brom in Chloro- form vollziehen und es scheint hier nur ein Ueberschuss des Halogens zu ge- bromten Nitroazoverbindungen zu führen.
Beim Kochen mit Eisessig, oder in alkalische Lösung gebracht, verwandelt sich die Hydronitroverbindung durch den Sauerstoff der Luft mit Leichtigkeit in das ursprüngliche Dinitroproduct zurück.
//. Nitrohydrazoverhindungen und ihre Derivate.
üeber Nitrohydrazoverhindungen und ihre Abkömmlinge, die von mir und meinen Schülern dargestellt sind, habe ich meistens schon veröffentlicht.
um das in den letzten Jahren entstandene, reichhaltige Material rasch Über- blicken zu können, habe ich dasselbe in einer Tabelle (S. 60 — 64) zusammengestellt und geordnet nach: LHydrazinen, IL Mononitrosoverbindungen, ICL Dinitrosoverbin- dungen und IV. Nitroazoverbindungen. In derselben Weise ist auch die Sammlung, die von mir hier ausgestellt ist, geregelt; ich bitte Sie, dieselbe später in Augen- schein nehmen zu wollen.
I. Hydrazine. Zur Darstellung der Hydrazo Verbindungen dienten einer- seits, Pikrylchlorid, o-p-Dinitrochlorbenzol, m-p-Dinitrochlor- und -brombenzol, sowie Nitro-, resp. Nitro-nitroso-chlor- oder -bromazobenzole mit beweglichen Halogenatomen etc., andererseits die verschiedenartigen Hydrazine, wie: Phenyl-
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64 III. Abtheilang.
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^ "^ '^ und labil, die andere dagegen roth und
^ '^ o ^2» stabil. Versuche, diese Isomerien zu er-
? *? T « T 7 ^^^°' können selbstverständlich verschie- Ji g e^ ^ ^ den ausfallen. Eine Deutung derselben
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^ c3 ^ tt ^^ll^ll^ ™®^® Körper der folgenden Art, iB^^^.^lJ 1-1^ -N— N-C.
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im stereochemischen Sinne werde ich in
meinem zweiten Vortrage geben. Mit
Sicherheit ist natQrlich die von mir an- genommene Configurationsisomerie nicht ^ ^ erwiesen; es könnte auch wohl physi- ^^5 2 5 "* kaiische Isomerie angenommen werden. Von gc^^S-csS^w einer Structurisomerie, dadurch erzeugt, -5--5^cS^(gS'§""^""^ dass sich eine oder gar zwei Nitrogruppen g^^dS,ei<5^§ ^ ^ ^ irgend einer Weise mit der Hydrazo- S^""W ^ ^^ I 1 :zl -^ fiTTuppe verbinden, wodurch dann z. B. iso-
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^ S£3S ' & %^% entstehen könnten, muss aus dem Grunde - ^ ^ *f ^ ^ ^ abgesehen werden, weil diese Körper
Neutralverbindungen sind.
n. Mononitrosoverbindungen. Die beste Darstellungsweise der Mono- nitrosoverbindungen ist die, dass die Ni-
—; ] ; ; ] ; ; — trohydrazine mit Eisessig gekocht werden;
[,,,[[[ durch die dabei verlaufende Eeaction unter- scheiden sich alle Hydrazonitroverbin- dungen von demDihydro-p-dinitroazobenzoL j^ ' -3 ' * ' g — Nach der Structurtheorie sollten Pikryl- 3 * 1 ^ 'S § wnd o-p-Dinitrophenylhydrazine zu zwei
D* 'S 'S g g 's structurisomeren Mononitrosoverbindungen
I 1 I 2 *» 1 ffihren, da die vorhandenen Nitroso- und
S 'S 2 1-3 i p Nitrogruppen eine zwei&che Lagerung zum <i. 2 I I S 3 J Azoradikal haben können. Mit der Dar- '^ ^ i *? "o D« I Stellung dieser Isomeren bin ich beschäftigt.
J i* .^ f 1 p f in. Dinitrosoverbindungen.
§- i g o .5 .^ o Dinitrosirte einfache Azoverbindungen bilden ^ ^ D« g J J 'S 8^^^ *^s Polynitrohydrazokörpem beim Er- Q il o o H H H hitzen mit Alkohol — Pikrylhydrazine
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Chemie. 65
sollten 2 isomere DinitrosoDitroazoverbindimgen liefern und es sind in der That schon die beiden Dinitroso-nitroazobenzole erhalten worden. Die eine der iso- meren Verbindungen schmilzt bei 219<) und ist hellgoldgelb; dieselbe entsteht ausschliesslich^ wenn man das fertige, bei 1 81 <) schmelzende E. FiSGHEB*sche Pikrylhydrazin mit Alkohol kocht; diese Substanz soll von nun an als a-Dini- troso-nitroazobenzol bezeichnet werden. Die zweite Modification, das /9-Dini- troso-nitroazobenzol schmilzt im reinsten Zustande bei 238^; es ist von dunkel- goldgelber Farbe und wird in der Weise neben der a-Verbindung gewonneui dass man Pikrylchlorid und salzsaures Phenylhydrazin mit Alkohol so lange am BQck- flusskfihler kocht, bis sich die Umsetzung vollzogen hat. Die verschiedenartige Stellung der beiden Nitrosogruppen zur Azogruppe in den beiden Isomeren ist noch nicht klargelegt
AufEiallend ist die grosse Beständigkeit der Nitrosogruppen gegen Oxydations- mittel ; dieselben sind weder durch Chromsäure in EisessiglOsung, noch durch rauchende Salpetersäure in Nitrogruppen überzuführen. Mit Hülfe von Chromsäure wurde Nitronitroso-m-chlorazobenzol in Nitronitroso-m-chlorazoxybenzol, Dinitronitroso- p-chlorazobenzol in Dinitronitroso-p-chlorazoxybenzol übergeführt Bauchende Salpetersäure aber lieferte nur höher nitrirte Nitrosokörper; die Nitrosogruppen blieben i^so in allen Fällen unverletzt Durch diese Beständigkeit unterscheiden sich diese Nitrosokörper von allen sogenannten Isonitrosoverbindungen.
IV. Nitroazo Verbindungen werden meist mit grosser Leichtigkeit aus den entsprechenden Hydrazinen gewonnen, wenn dieselben mit Quecksilberoxyd oder Chromsäure oxydirt werden; als vorzügliche Darstellungsmethode ist überdies oft auch das Kochen der Nitrohydrazoverbindungen mit alkoholischer J o dlQsung zu empfehlen. — Von Wichtigkeit ist das Verhalten der Nitrohydrazokörper gegen Brom und Chlor (beide Halogene wurden in Chloroformlösung zur Beaction angewandt). Beide Halogene liefern nicht Nitroazo-, sondern entweder Nitrohalogenazo- oder auch wie das Brom Nitronitrosohalogenazoverbindungen. — So liefert z. B. das Pikrylphenylhydrazin, mit 2 Bromatomen behandelt, das bei 269^ schmelzende Dinitronitroso-bromazobenzol
BrH,C6.N=N.C,H,N0(N0,),i),
eine Verbindung, die mit deijenigen identisch zu sein scheint, die man erhält, wenn man Pikryl-p-bromphenylhydrazin mit Eisessig kocht Durch die Identität beider, auf verschiedenen Wegen erzielter Körper würde die Stellung des Bromatoms zur Azogruppe mit Sicherheit bestimmt — Behandelt man dagegen das Pikrylphenyl- hydrazin mit 4 Bromatomen, so gewinnt man Trinitro-p-bromazobenzol,
BrH,Cfl.N=N.Cett,(N0,)3.
Bei der Brombestimmung dieser Verbindung wurden 20,750/o statt 20,2o/o Brom gefunden; ihr Schmelzpunkt liegt bei 170^ also fast 100<> tiefer als bei der damit so nahe verwandten Dinitromononitrosoverbindung. Dieselbe Verbindung wurde aus Pikryl-p-bromphenylhydrazin und zwar durch Oxydation mit Chrom- säure erzielt
Wie ich im Verein mit dem Herrn Dr. B. Hebkakn nachwies, verhält sich das o-p-Dinitrophenylphenylhydrazin gegen Brom und Chlor ganz analog wie das
1) Es ist also jedenüetlls durch die entstehende Bromwasserstoffsäure eine Nitro- gruppe zur Nitrosogruppe reducirt worden und die beiden frei werdenden Bromatome haben die entstehende Mononitrosoverbindung monobromirt.
V«rhanaiiing«ii. 1890. 11. 5
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66 m. Abtheflang.
Pikrylphenylhydrazin; iDteressant ist es jedoch, dass dieses Dinitropiodnkt mit 2 Atomen Chlor in Ghlorofonnlösnng o-p-Dinitro-p-ehlorazobeniol
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lieferte. Bei der Chlorbestimmung dieser Substanz wurden nämlich 11,1 statt ll,5®/o Chlor gefunden. Die Constitution dieses Dinitro-p-chlorazobenzols ist aus dem Grunde genau erwiesen, weil das o-p-Dinitrophenyl-p-chlorphenylhj- drazin durch Oxydation in dasselbe übergeht; beide auf verschiedene Weise dar- gestellten Substanzen krystallisiren in chamolsfarbenen Nadeln, die gegen \b\^ schmelzen.
b) Stereoehemisehe Betrachtungen über Verbindungen der Elemente der Stlckstoffgruppe.
Seit dem Jahre 1888 ist bereits eine kleine Literatur Aber die Stereochemie der Stickstoffverbindungen geschaffen worden durch die Schriften von Bbgkmank <)> BuBOH und Mabsh^), Hantzsch und Wxrkbr^), V. Metbb und Auwbbs*), BxHBENB^), BiscHOFF^^), GoLDScHMiDT ^), sowio auch durch diejenigen, die von mir herausgegeben wurden. — Merk?rürdigerweise war es keinem der gedachten Autoren bekannt geworden, dass die Stereochemie der Stick8toff?erbindungen, ja der Verbindungen der Elemente der Stickstoffgruppe Oberhaupt durch das Werk YAN*T HoFF*s „Ausichteu über die organischen Verbindungen^ schon im Jahre 1881 begründet wurde. Erst Herr Dr. J. Wagneb bekundete diese Thatsache und entriss sie dadurch der Vergessenheit, dass er darauf hinwies im chemischen Centralblatt 1890, I, 660 und 662.
Keiner von uns hat wohl je daran gezweifelt, dass analog zusammengesetzte Verbindungen der Elemente der Stickstoffgruppe auch analog aufgebaut sind; es war selbstverständlich, dass wir ihnen dieselben Constitutionsformeln beilegten. Ich bin nun aber auch fest überzeugt, dass, wenn sich die Stereochemie Bahn bricht und bewährt, dass wir alsdann auch den analog construirten Verbindungen analoge, nicht vollkommen gleiche, Configurationen zuschreiben und geben wer- den. — Die Ergründung der richldgen Baumformeln der Verbindungen der Ele- mente der Stickstoffgruppe wird noch viel Zeit und Arbeit kosten. Die Forschung wird auf diesem Gebiete aus dem Grunde erschwert, weil die betreffe