Elementares

Lehrbuch der Physikfür die obern Klassen der Mittelschulen

und zum Selbstunterricht

von

Dr. J,. R. Brunner,Professor an der Kantonsschuie Luzern

Fünfte, verbesserte Auflage11. bis 16. Tausend

Verlag und Druck A.-G. Oebr. Leemann & Co. Zürich

1942

Inhaltsverzeichnis.

I. Abschnitt: Mechanik.

Allgemeine Mechanikund Mechanik der starren Körper.

Erstes Kapitel: Statik.1 . Z u s a m m e n s e t z u n g und Zer l egung d e r K r ä f t e .

A , A l l g e m e i n e s .S e i t e

G r a p h i s c h e D a r s t e l l u n g d e r K r a f t 1Gle ichgewich t zwe ie r K r ä f t e , d ie gle ich o d e r e n t g e g e n g e s e t z t g e r i c h t e t s ind • 1R e s u l t a n t e 2

B . Z u s a m m e n s e t z u n g u n d Z e r l e g u n g v o n K r ä f t e nm i t d e m g l e i c h e n A n g r i f f s p u n k t .

D a s P a r a l l e l o g r a m m d e r K r ä f t e 2Z u s a m m e n s e t z u n g von m e h r a l s zwe i K r ä f t e n 4Ver legung e ine r K r a f t in K o m p o n e n t e n 5

C . R e s u l t a n t e v o n K r ä f t e n , d i e i n v e r s c h i e d e n e nP u n k t e n a n g r e i f e n .

Vere in igung von zwei Krä f t en , d ie in e i n e r E b e n e l iegen . . . . . . 7Z u s a m m e n s e t z u n g von zwei p a r a l l e l e n K r ä f t e n 7Z u s a m m e n s e t z u n g von m e h r e r e n K r ä f t e n , d ie i n e i n e r E b e n e Siegen . . . 8

M. Gleichgewicht an den einfachen Maschinen,

A , D i e G r u p p e d e r H e b e l ,

Der Hebel 8Die Bolle 10Das Wellrad 12

B . D i e G r u p p e d e r s c h i e f e n E b e n e .

Die schiefe Ebene 12Die Schraube 14Der Keil 16

IV

III.- Gleichgewicht hei der Schwere.

A. A 11 g e m e i n e s. Seite

Gewicht einer Masse 17Schwerpunkt 17Gleichgewichtsarten 18

B. B e s t i m m u n g d e s S c h w e r p u n k t s.

Durch den Versuch 19Durch Konstruktion 19Durch Berechnung 20

C. S t a n d f e s t i g k e i t .

Dns Maß der Standfestigkeit als Kraft dargestellt- 21Das Maß dur Standfestigkeit alt- Arbeit dargestellt 22Dynamisches und energetisches Maß 22

IV. Zusammengesetzte Mnschinüti.

A. D i e F 1 a s c h e n z ü g e.

Gewöhnlicher Flaschenzug , . . . 22Puienzflaschenzug 23Differentialflasuhenzug 23

D. D i e W a a g e n.

Federwaage . . . . . . . 2 4Schnellwaage 24Gleicharmige Waage 25Dezimalwaage • 2SZeigerwaage ." 2S

C. D a s R ä d e r w e r k.

Ableitung der Gleichgewiohtsbedirigung 29Schraube ohne Ende 31Kran 31

Zweites Kapitel: Dynamik.

I. Kinematik.

A. D i e g l e i c h f ö r m i g e B e w e g u. n g.

Begriffserklärung 32Geschwindigkeit 33Wegformel 33Gleichförmige Kreisbewegung 33

B . D i e u n g l e i c h f ö r m i g e B e w e g u n g .

Die Beschleunigung 34Die gleichförmig beschleunigte Bewegung -'4Der freie Fall 36Dii! Fallmasc-hine 37

V

C. Z u s a m m i i T i s c t z u n g u nd Z e r le g u n g, v o,n B.e w e g u n g e n.1 - Seite

Parallelogramme der Wege und Geschwindigkeiten . . . ,. 88Lotrechter, waagrechter und schiefer Wurf-,. ; . - . . . - . 40Formeln aus der Ballistik 43Fal lbewegung au f der schiefen Ebene . ' . . . . . 4 4

• ' i

I I . D i e m e c h a n i s c h e n M a ß g r ö ß e n . . . . • t'\

A . V o n d e r K r a f t .

P r i n z i p i e n d e r M e c h a n i k 4 5K i n e t i s c h e r _ K r a f t b e g r i f f • \ . - > . " , - , ; - ; . - '>- • - '-• "; ' >; : ••• -• ". : f r : - " 46K r a f t u n d B e w e g u n g • . - . • • : > ; 4 7B e z i e h u n g z w i s c h e n K r a f t , M a s s e u n d B e s c h l e u n i g u n g . . . • ' • ! • . • . 4 7

K . V u n d e r ' A r b e i t u n d E n e r g i e .

A r b e i t \ i n t l L e i s t u n g 4 SK i n e t i s c h e u n d p o t e n t i e l l e E n e r g i e " 4 9F o r m e l f ü r d i e B e w e g u n g s e n e r g i e -19G e s e t z v o n d e r E r h a l t u n g d e r - - E n e r g i e • . ^ : ' ; .'.7 . . . . . . . . 5 0

C . V 0 n d e n m e c h a n- i s c h e n M a ß e i n h e i t e n .

G r u n d e i n h e i t e n . . '. . ' . ' ; . ' . . . . . 5 1F J n h e i t d e r M a s s e i m t e c h n i s c h e n M a ß s y s t e m • . . ( . ' • ' 5 1E i n h e i t e n d e r K r a f t . A r b e i t u n d L e i s t u n g . r . . , , . $ 2D i m e n s i o n s f o r m e l n ,- . . " • • , . . i . . -54

IM. Pendelbewegung.

A . A,l I g e m e-i n .e s;

P e n d e l b e w e g u n g '.. . 55E i n t e i l u n g d e r P e n d e l . . . 55B e g r i f f s e r k l i i r u n g e n . . . . . . . , . . . • • ' - . _r , 55

B . D a s m a t h e m a t i s c h e P e n d e l .

G e s e t z e 56B e w e g e n d e K r a f t u n d B e w e g u n g s f o r m . • . . 5 6F o u c a u l t s P e n d e l v e r s u c h . • ; . . 58

C . D a s p h y s i s c h e P e n d e l .

R e d u z i e r t e P e n d e l l a n g e . • : ' . . - i . . • ' . • • 59R e v e r s i o n s p e n d e l ' . • ' • • • -. 59A n w e n d u n g Lei d e n ' P e n d e l u h r e n . . . • . . . : . * . • . . . ' . . ' . . " 59

IV. Zentralbewegung.

A . A l l g e m e i n e s .

B e g r i f f s e r k l ä r u n g , . . . . ; . «•. -. . . , ( . , ' . . •-•.• ,. : -.• \::\. . i . 6 0Z e n t r i p e t a l - u n d Z e n t r i f u g a l k r a f t ' . - . ' . *;.- ;. — 7 . 6 1K o n s t r u k t i o n d e r B a h n k u r v e . . . . . - • - - . . . . • . . . . V .".: . . t 6 1

VI

•B. G l e i c h f ö r m i g e K r e i,s b e w e g-u n'g. Seite

Ableitung der Formeln 62Experimentelle Begründung der Formeln . . ' .• • •. 63Abnahme der Schwere vom Pol-gegen den Äquator hin . . -. : . . ' . '66

C. Z e n t r a l b e w e g u n g d e r H.i m m e i s k ö r.,p e r..

Die Körper des Sonnensystems und die Keplerschen Gesetze 67Allgemeine Gravitation .' ! •: ••: v ;• ;"-. . " ' . ' . • ' . 71Ebbe und-Flut • • 71

Drittes Kapitel: Molekulareigenschaften der festen Körper.Molekularkräfte . ' ' . - . . . 7 2Aggregatszustände '. . . . ' . . . 7 3Festigkeit und Elastizität , 73Reibung 73

Mechanik der flüssigen Körper.

Erstes Kapitel: Hydrostatik.I. Das Gleichgewicht in Gefäßen.

Freie Oberfläche ' . ' . ' . .- . ' . . . "* . .< 77Kommunizierende Gefäße ' * - . . - . 77Nachweis der Druckzunalime mit der Tiefe 79

t •

II. Der äußere Druck.

Versuch • . . . . , . . ' . ' . . 7 9Pasca l s Pr inz ip ' 79Hydraul i sche P r e s s e • -,' , 80

III. Der innere Druck.Der. Bodendruck ' . . _ . . , . . . ; . 8 1Der Seitendruck . . . . ' . _ . . . 83Der Aufdruck '. 84

IV. ^Das Archimedische Prinzip. . • . .

P r i n z i p d e s A r c h i m e d e s 8 5B e s t i m m u n g d e s V o l u m e n s e i n e s b e l i e b i g g e f o r m t e n K ö r p e r s 1 . . . . - ; - . 8 6S c h w i m m e n • 8 6

V. Das spezifische Gewicht fester/und flüssiger Körper.

B e s t i m m u n g d e s - s p e z i f i s c h e n G e w i c h t s m i t d e r h y d r o s t a t i s c h e n W a a g e .—f. ' 8 8B e s t i m m u n g m i t d e r K e i m a n n s c h e n W a a g e . . . . . . . . . . 8 8 'B e s t i m m u n g m i t d e m S k a l e n a r ä o m e t e r u n d P y k n o m e t e r . . . . . . 8 9

VII

"»Zweites Kapitel: "Hydrodynamik^" SeiteA u s s t r ö m e n ; 9 1R ü c k s t o ß a u s f l i e ß e n d e r ' F l ü s s i g k e i t / . . ; . . , ( . „ v - . , V f" , . . . . 9 2 .W a s s e r r ä d e r u n d T u r b i n e n - 9 2W a s s e r k r a f t w e r k e 9 5

Drittes Kapitel: Molekulareigenschaften der flüssigen Körper.Adhäsionserscheinungen 93Kapillarität . . ' 99Diffusion . . . ' . . . . . ' . 99Osmose 99

i Mechanik der gasförmigen Körper.

Erstes Kapitel: Aerostatik.:

I. Schwerewirküng der atmosphärischen Luft.

Nachweis der Schwere der Luft - . . . . 100

Barometer 101Heber . . . : : . . • . . 103Wasserpumpen :. . _. .,., 105

' I I . Spannkraft der Gase.

Kinetische Gastheorie • . . • . . 106Boyle-Mariottesches Gesetz „ 106Einheiten für den Gasdruck 107Manometer . " . . - . * . < 107

III. Luftpumpen.

Wasserstrahlpumpe . . \ . . . . . . . 110Ventilluftpumpe 111-Ölluftpumpe 112Quecksilberhifipumpe 112

Zweites Kapitel: Aerodynamik.

(Flugtechnik und Luftschiffahrt.)

Motorlose Luftfahrzeuge 114Grundform des Drachenflugzeuges . . . . ' . , llfiErste brauchbare Flugmaschinenmodelle . . .' . .' . . . . / . 118Lenkbares Luftschiff . . . . . •. . , . . . , . . . , t 120

Drittes Kapitel: Molekulareigenschaften der gasförmigen Körper,

Adhäsionserscheinungen ..*• . .. . .J. '•. i 123Gasabsorption : * %n;f 7"123Diffusion r.. •i..-- .'.» 124

VIII

, •• II. Abschnitt:; Wellen und Schall.

Gründzüge der WellenleKre.Seite

Schwingungen 125Fortschreitende Wellen ,~. 127Lineare, 'ebene uiid'räumliche Wellen ' . . . . . .. )28Stellende Wellen . . '. . . ' . . ' . . . / 130Erdbeben wellen '. 131

Lehre vom Schall.- , ", .1.^AusbreitungAdes Schalles. * - '

E n t s t e h u n g d e s S c h a l l s . . . • _ • . - , • _ • , • . • . 1 3 3

G e s c h w i n d i g k e i t d e s S c h a l l e s 7 * .*• . ' . " ' . • > . ' . ' 1 . 3 3Z u r ü c k w e r f u n g d e s / S c h a l l e s * . ;•.••',.,- .• ..,•--, •• •-*.-,.• - . . - . . . . 1 3 4E c h o . . . . '. .* ' . : _ . . , - . . . . - . , 1 3 4D o p p l e r s c h e s P r i n z i p . ' 1 3 5

I I . Ton und Tonleiter.

Bestimmung der Schwingungszahl mit der Sirene . . . . . . . •'.- . 135Intervall 137

Diatonische Tonleiter . . . . 137

Chromatische Tönleiter ' . . " . . . 13S

Gleichschwebende Tempera tu r 138

- . I I I . Tonerreger. - •

Schwingende Stäbe . . - „ , . - • -:• 139Schwingende Sai ten. . ". *. _. 14OSchwingende Platten . 141Schwingende Membranen . ' . . ' . .141Schwingende Luftsäulen . 141

IV. Zusammenwirken der Töne.

K o n s o n a n z . . . .'.•* ; ; :V. '.'U7: ' .',.'..".. . • , . ' . - 1 4 3R e s o n a n z . , , - . - • • . « - . , i . - • ; • . • > 1 4 3T o n v e r s t ä r k u n g - ... - -r , . . _. •„. 1 4 4S c h w e b u n g e n v .. .. . . . . , , , . , 1 4 4I n t e r f e r e n z _. ., ,.• 1 4 4

' V. Sprech-1 und Hörapparate.

Menschliches Stimmorgan . • 144Klangfarbe der Töne und Sprachlaute . . , . ". . .' , . . . 145Aufzeichnung der Sprachlaute , . . . . ; . ' . " . ' . • . ' 1'4G

.Gehörapparat '-~~ . 146'GehÖrwahrnehmung J 47

IX

• - • - • , . - - • VL-, D i e O r g e l ; , » , • - ' , - S e i t e

G e s c h i c h t l i c h e s . 1 4 3B a u d e r O r g e l . . " . ! . ' . > . " . > . . . . '•.' 1 4 8O r g e l m i t m e c h a n i s c h e r . S t e u e r u n g . . . "... : : • ' , . . . • •: >* .' 1-19O r g e l m i t p n e u m a l i s c h e r S t e u e r u n g •_;: 1 5 0

R e g i s i e r c h ö r e 1 5 0

III. Abschnitt: Wärmelehre.

Erstes Kapitel: Temperaturmessung.

Queeksiiberthermnmtiter ' ' •. . - . ' ' . ' . ' . ' • > . . : . .• 151

Maximum- und .Minimumthermometer 153

Metal l thermometer • 153

Zweites Kapitel: Ausdehnung der Körper durch Wärme.

I. Ausdehnung der festen Körper.

L ä n g e n a u s d e b n u n g • . . . I f i 4l i h r k o m p e n s a t i o n e n .. • . . . , . . . . . • . * ; -. i 5 5V o l u m e n a u s d e h n u n g 1 5 6

II. Ausdehnung der Flüssigkeiten.

Allgemeines ' IndAnomalie des Wassers •. 156Ihre klimatologischc Bedeutung : 150

I I I . Ausdehnung der Gase.

Gesetze von Gay-Lussac ' 157Zustand sgleichung .- .158Absolute Temperatur ' . . . 159

Drittes Kapitel: Änderung des Aggregatszustandes.

I. Übergang vom festen In den flüssigen Zustand und umgekehrt.

A . D a s L ö s e n u n d A u s s c h e i d e n .

Einfluß der Tempera tu r >.. 162

Gesätt igte Lösung 162

Ausscheidung . - . • 162

15. D a s S e h m-ed-z e n ' u»n>d K r s t a r r e n .

Einteilung de r K ö r p e r nach ihrem Schmelzpunkt . . . . . . - . ' • . "163

Abhängigkeit des Schmelzpunktes vorn Druck • ; * : . , . " . 163

Schmelzpunkt der Legierungen "163

X

I I . Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Zustand und umgekehrt.

A . D a s S i e d e n u n d K o n d e n s i e r e n . S e i t e

G e s ä t t i g t e r u n d u n g e s ä t t i g t e r D a m p f - . . . . . • : • 1 6 5

V o r g a n g d e s S i e d e n s l , v, . . . • : . . . 1 6 6A b h ä n g i g k e i t d e s S i e d e p u n k t e s . v o m D r u c k • • . . 1 6 7

. B . D a s V e r d u n s t e n u n d V e r f l ü s s i g e n .

V e r d u n s t u n g s k ä l t e . . ... . . , . ' . . . . . 1 6 8V e r f l ü s s i g u n g d e r G a s e , k r i t i s c h e T e m p e r a t u r - ". ". ••. . " . - • . . . . L69F l ü s s i g e L u f t 1 7 0

1 • t . • " ' : ' ' ' - . " . " '

Viertes Kapitel: Kalorimetrie. Schmelzwärme 172Lösungswärme ' .' 172Spezifische Wärme 173V e r d a m p f u n g s w ä r m e ' ' ' . • . ... . •'. . . : :'••- . , • = . ' . - . •-..' . "..- 1 7 7Verbrennungswärme . ...... .. . ; . . . . . 177

• ~ Fünftes Kapitel: Wärmekraftmaschinen

I. Kolbendampfmaschinen.

A . D i e D a m p f k e s s e l .

Dampfkesse l typen 17yFeuerungsan lagen , . : . • . . . . . -180Sie herhei t s Vorrichtungen 180

B . D i e E i n r i c h t u n g u n d W i r k u n g s.w e i.s e . •

Die Hauptbes tandte i le : •.• ". . 181Einteilung der Dampfmaschinen . ^ . . . . . . . ' • . . • . v 182Die wichtigsten Dampfmasch inen 183

- , • • } - • - , . i . • • « ? • , ' . • ' . / - < ' • ' '

C . D i e L e i s t u n g d e r D a m p f m a s c h i n e .- ' •• . . : •:. f . ! ' ! i ; - • • • ~

Die indizierte Leistung . 185Die effektive Leistung . . . .; 187Der Wirkungsgrad • . • .. .-••< . 188

II.- Verbrennung9kraftmaachin3n. • "

• ' A. D e-r G a ' s m o H o r.

Gasförmiger Brennstoff . . . : V r . . -. • r '. . , • . .^ . . 189

Arbeiten im Vier takt . . . . • . ' ' ' . ' . ' . . . . . . . ' • . " . . 189

Ergänzungen . - . • . • • . ' . 190'

XI

B. D e r L e i c h t ö 1 ;n o t o r. SeiteBrennstoff 190

Wirkungsweise 191Anwendungen 101

C. D c r S z h w e r ö l m o L o r.Wirtschaftlicher Wirkungsgrad 191Viertaktmotor . . . . . . . . . 192Anwendungen 192

I I I . Dampfturbinen.

A . D i e G r u n d f o r m e n .Allgemeine Grundform 193Grundform der Gleichd ruck tu r Line 193Grundform der CbeTdmcbtu rinnt; 193

B . D i e G l e i c h d r u c k t u r b i n e .Die grolle Tourenzahl 194Turbine von de Laval 194Oeschwindigkeiisstufen 1 94

C . D i e Ü b e r d r u c k t u r b i n e .Druckatufen 194Übei'drucküirbinj von Parson 1.95Anwendungen 1 96

Sechstes Kapitel: Die Wärmeübertragung.

I. Wärmeleihmg.

Über die Leitung der Wärme im allgemeinen 197Innere Leitung 193Äußere Leitung 103

I I . Würmoströmung.Versuche ' , 190Anwendungen ]99Die MeeYesatL'öme - • 200

IM. WÜrmestrahlunfl.Versuche 201Folgerungen 201Wännedurchlässigkeil der Madien ' . - 202

Siebentes Kapitel: Meteorologie.

I. Wärmevei'teilunti auf dtr Erda.

Regelmäßige Warme Verteilung und ihre Störungaursaehen 202Mittlere Temperatur 203

xir

•* • *. ; • j <t .. h e i l e

Isothermen . : 203Wärmezonen 203

I I . Strömungen in der Atmosphäre.

E n t s t e h u n g e i n e s L ü f t s t r o m s ! . ' . . ' . ' 2 0 3Passatwinde •. . ; : . . .-"-.<• r.1 •-. . . • . - ' . 2 0 3V e r t e i l u n g d e r r e g e l m ä ß i g e n W i n d e a u f d e r E r d e . . . . • • . - • 2 0 4F a l l w i n d e : : . - . , . '20-5

I I I . Wetter' und Wetterprognose.

B a r o m e t r i s c h e s M a x i m u m u n d f M i n i m i i m • - . ' . . . • ! 2 0 6I s o b a r e n , . . . : • . ' • ; 2 0 6A b l e n k u n g d e r W i n d r i c h t u n g ' - . . • . . . . - . • . . 2 0 7

W e t t e r p r o g n o s e • '- -f •' • ' • ' • 2 0 8

IV. Luftfeuchtigkeit rund Niederschläge.

Luftfeuchtigkeit . ' . . . . , . " . 209Taupunkt : . . . ' '209Taupunktshygrometer . , 209Haarhygrometer •- .- . .. 210

IV. Abschnitt: Lehre vom Licht.

Erstes Kapitel: Ausbreitung und ^Messung des Lichtes.

I: Geradlinige 'Fortpflanzung: - ' ' '

Optische Kamera 211Schatten ; . - . . . " 212Fins ternisse . - . • , : • •.. • -> 212

I I . Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit.

Astronomische Methode . . . _ . _ . 213Terrestrische Methode '. 213

Kosmische Distanzen . . . *•-'/; ' -.- •'.'.'•,! • • 214

III. Messung der Beleuchtungsstärke.

Einheit ' • • • ; . - , • • • • < . ' • ' } • ' 2 1 5Abhängigkeit vom Einfallswinkel ' . " . . .' . . * - . 215Abnahme mit der. Entfernung von der Lichtquelle 216

' ' * • • . ' , • • • ' \ • _.,„ ' , •. J "

IV. Messung der Lichtstärke.Binheit \'Tl ." '. -1: '-:'-.' \ •':' . • 2 1 6F o r m e l f ü r p h o t o m e t r i s c h e - . M e s s u n g e n •-„. .-••*.. . , • • . . . • . : • . .. 7 . . -23 (5P h o t o m e t e r • . 2 1 7

XIII

Zweites Kapitel: Die geometrischa Optik.

1. Die Zuriickwerfunt! des Lichtes.

A. A l l g e m e i n e s. Seite

Reflexions^esetz 2ISlOntstehung optischer Bilder 21.9Einteilung der optischen Bilder 219

B. Z u r ü u k w e r f u n g am e b e n e n S p i e g c 1.

Pikier von Punkten und Gegen ständen 220Bilder iines Punktes zwischen zwei Planspiegeln •- • 221

g von Poggendorf 221

224

C. Z u r ü c k w e r f n n g am 3 p h ä r i 3 c !i e n S p i e g e l .

Bilder im Konkavspiegel 222Ableitung der Spiegelformel • . . . . 223Bilder im Konvexspiegel

i l . Die Brechung des Lichlas.

A . A l l g e m e i n e s .

Stiel] iussches Brcdningsgssstz 226Größe des Bracht! ngsexponenten 226Toialreilexion 227

B . B r e c h u n g d e s L i c h t e s i n P l a t t e n a n d P r i s m e n .

Durchgang des Lichts trahls durch eine plaaparallele P la t te . 2 2 3Strahlengang im Pr isma 223Totalreflektitrende GlaspTiamen 229

C . B r e c h u n g ; d e s L i c h t e s i n L i n s e n ,

Sphärische Linsen 2 3 0Bilder von Punkten und Gegenständen 231Ableitung i h r Linsenformyl • 232

III. Dis Zerlegung dc3 Lichtes.

A . A l l g e m e i n e s .

Spektralfarljen 235Verschiebenes Dispersionsvennögon der Korper 235Wiedervereinigung dea Strahlenfächers ,nit einer Sammellinse . . . . 235

B . V o n d e n F a r b e n .

Komplementärfarben - 236Körper- und Durchlaßfarben •" 236Lumineszenz . . . . , • 2 3 6

XIV

C.. A.c h :r o m a s i . e ; Sei teAchromatische Pr i smen 238Chromatische Abweichung b e i ' L i n s e n ' . • . . . ' * . . ! 23SAchromatische Linsen . < 238

Drittes Kapitel: Praktische Optik.I. Spiegelinstrumente.

Heliostat . 239Spiegelfernrohr . "' 239Spiegelsextant t 239

I I . Das Auge und die Linseninstrumente.

A . D a s A u g e .Bau des menschlichen Auges. . 240Sehen 241Akkömmodation ; ; . . ; " . . 242

B. M i k r o s k o p e u n d P r o j e k t i o n s ap p ar at e.Einfaches und zusammengesetztes Mikroskop 243

Projektionsapparat • 245Photographenapparat 24t>

, C . L i n s e n f e r n r o h r e .

Keplersches Fernrohr . . . ' . . . 247Galileisches Fernrohr : . . • . . . ' . • . ' . . . 247Erdfernrohr : . . ' . : . ' . . 247

• I I I . Prismen in strumente.Prismenfernrohr . . . ,,. . -., , . . . . . . ., . . .... . .- .. . ., 249Spekt ra lappara t . . . . . . : ,. . . • 250Photometer von Lummer und Brodhun . ..; .r .• .. r 251

Viertes Kapitel: Physikalische Optik.I. Natur, Interferenz und Beugung des Lichtes/ -' i '

• | • . ' i • • .

A . D i e W e ' l 1 e n n a t u v d e s I ; i c _ h ' t " e s .L i c h t t h e o r i e n 2 5 l 'H u y g h e n s s c h e s P r i n z i p . . . . . . . . . . . . . .• . . . . 2 5 2Z u r ü c k w e r f u n g u n d B r e c h u n g n a c h d e m ' H u y g h ' e n s s c h e h ' P r i n z i p . . . . 2 5 3

B . I n t e r f e r e n z . "I n t e r f e r i e r e n d e W a s s e r w e l l e n ; : . ' : ' . ' ' 2 5 4I ' r e s n e l s c h e r S p i e g e l v e r s ü c h ' ." . . ' . . . . . . . . . . ' . L 2 5 4 -E r k l ä r u n g a u f G r u n d d e r W e l l e n t h e o r i e . . . ' . . ' '. •* . ''"** . 2 5 4

• C . ' B e u g - ' u n g .V e r s u c h - , . . 2 5 5E r k l ä r u n g d e r E r s c h e i n u n g . . . . . . . . . . . . . . . v. ~~. - 2 5 5B e r e c h n u n g d e r W e l l e n l ä n g e d e s L i c h t s ' 2 5 6

X V

• • . • : ' \. I I . . Polarisation.des.-Lichtes. . >. ' • ,„' .'

A . P o l a r i s a t i o n d u r c h T u r m a l i n . S e i t eV e r s u c h . . - • ,. . .. • 2 5 7

i • . ' • t - „ - - • ' • ' •

Theorie über das Wesen des polarisierten Lichtes 2 5 7Z e r l e g u n g d e s p o l a r i s i e r t e n L i c h t e s , . . . _ . . . . . , . . . - 2 5 S

B . P o l a r i s a t i o n d u r c h Z u r i i t k ^ e i f i m g u n d B r e c h u n g .

V e r s u c h ' . . . - . - ^ • 2 5 8P o l a r i s a t i o n s w i n k e l : • • . . . i . . . , i 2 5 9N ö r r e n b e r g s P o l a r i s a t i o n s a p p a r a t i .-..';'• 260

C . P o l a r i s a t i o n d u r c h D o p p e l b r e c h u n g .

Doppelbrechung durch Kalkspat .• • •_• • t. .• . 260Doppelbrechung* in andern Kristallen . ' . ". .' ' *. - 261

Nicoisches Prisma . - . . ' ' . 261

III. Spektroskopie. , . . • t -•

A . S i c h t b a r e s S p e k t r u m . ,Sonnetispektrura 262Einteilung der Spektren r . . 262Entstehung der FfaimHoferschen Linien 263

B : S p e k t r a l a n a l y s e .Allgemeines ' - . • . ! ; . : . . 264Art 'der spektralanalytischen Untersuchung . ' . - ' . •: M 246Anwendungen der Spektralanalyse 265

• •• " • C. *'U n s i c h t b a r e s S p ek t r u m.

Ausdehnung des Spektrums '. 266Ultrarote Strahlen • . - . ^ 2 6 7Ultraviolette Strahlen > > ;. - v, . ;»•--.• ,-267

Fünftes Kapitel: Optische Erscheinungen in der Atmosphäre,

i. Atmosphärische Strahlenbrechung.

- Astronomische Strahlenbrechung • .267Erklärung , . . . . , . , • . . . .267

Terrestrische Strahlenbrechung 268

I I . Luftspiegelung.

Vorbedingung ihrer Entstehung .. .•-. .- . < u 2(>8

Luftspiegelung in der warmen Zone 268

Luftspiegelung in den P.ularregionen» .i . - .' •. , : ., ; * ' . _ • _ : . . . 2G8

I I I . Regenbogen. .

Beschreibung der Erscheinung 269Versuch —. 269

Erklärung des Kegenbogens ; .* . f.. 269

XVI

V. Abschnitt: Magnetismus und Elektrizität.

Magnetismus.

Erstes Kapitel: Magnetische Gründerscheinungen. '

Natürlicher Magnet «271Formen der künstlichen -Magnete . .-..:• 271Haupteigens ̂ haften i . . -.- . .1 .\ / . . . . » . ,271Theorie der Molekularmagnete 272

. . • ' • • . . • ' . . . J

1 . . .

Zweites Kapitel: Herstellung künstlicher'Mägnete. 'Durch Influenz . . . ". • . . . . . • . • . 273Durch die Strichmethode . 274Durch den elektrischen Strom . • . ' • . ' . . ' - 274Untersuchung schwach magnetischer Körper ' . • 275

Drittes Kapitel: Das magnetische Feld. C o u l o m b s K r a f t g e s e t z . 2 7 5M a g n e t i s c h e s F e l d . . . -. •. . - . :. ,. ". • 2 7 6M a g n e t i s c h e s P o t e n t i a l - . : ' 277 -A b l e i t u n g d e r F o r m e l f ü r d a s P o t e n t i a l .••-.• . .*. v . • ' . . > . ' . : '-. • .- 2 7 8 '

Viertes Kapitel: picmagnetischen Kraftlinien.Kraftlinien ' : ' ' • - . - ' . i J 279Kraftlinienbilder ; . . . . • - : • ' . - . >2SOMagnetische Permeabilität '' '. 1 .- •• . 281Magnetische Schirmwirkung 231

' Fünftes1 Kapitel: Der Erdmagnetismus^E r d m a g n e t i s e h e E l e m e n t e ' " . " ' . . ' . ' . ' . . ' . ' . - 2 8 2E r d m a g n e t i 3 c h e s F e l d ' . . ' . ' : . ' ' . ' ' . ! . ' 2 8 3I s ö g o n e n , I s o k l i n e n und I ä o d y n a m e n . 2S4 1

K o m p a f i ' . - . ' ' .' . ' . . . . 2 8 4

Elektrostatik.

Erstes Kapitel: Dieelektrische Ladung.I. Elektriaierüng^dürclr Reibung.

Versuche ' \ .. •- ." 28ÖFolgerungen ' . . . , , . — . 286Dualistische Hypothese - . • - . . • • . . . . '237

XVII

I I . 'Elelitrisiflniry durch Übertragung. Seite

Versuche und Folgerungen 287

Einteilung der K ö r p e r nach ihi'er Leitungsfähigkeit 287

Ponderomotorisohe Wirkungen . . . 288

I I I . Elckirisierupg durch Inflficnz.

Versuch und Folgerung 289Elektrisierung durch Influenz • 289Das Goldblattelcktroskop ' 289

Zweites Kapitel: Der Sitz der Ladung cu.f Leitern.Versuche und Fo'gerungen 290

Elektrische Otierflädiendichte 200Abhängigkeit der Dichte von der Form der Lciteroberlläche 290

Drittes Kapitel: Das elektrische Feld.Coulombsches Gesetz 291Feldstärke 291Elektrisches Potential und seine Beziehung zur Ladung 291

Viertes Kapitel: Elektrostatisch? Maßeinheiten.Die Einheiten der Menge 293Die Einheiten des Potentials 291Die Einheiten der Kapazität 294

Fünftes Kapiiei: Elektrisiermaschinen.Elcktruphor 295Reibungselektriäicn.iaschine 29BInfluenzmaschine von Wimshnrsr 29fj

Sechstes Kapital: Elektrische AnsnmmluiiQsapparate.Kondensator und Kondensatorformen 297Das Laden 300Zerlegbare Leidener Flasche :^00

Siebentes Küpitel: Bettriffe aus der Elektronentheorie.Elektron, Ion und Molion : 301Ionisation ^02Dis?<iZiaiion 802

Achtes Kapitel: Deutung elßktiischer Vorgäiige..Freie Elektronen . . . 302

EL-kirisc.he le i tun» und Influenz 303

Spitzenentladung und elektrischer Wind ^03

XVIII

Neuntes Kapitel: Elektrische Entladungen.

I. Entladungen durch gewöhnliche Luft. Seite

Glimm- und Iiüscheilicht 303Wirkung, Form und Dauer des FHmkens 304

ßlilzlafel 305

II. Entladungen durch verdünnte Luft.

A. G l i m m e n t l a d u n g .

Leuchtröhren 305Die positive Lichtsiiule : 305Ablenkung durch den .Magneten 306

b . K a t h o d e n - u n d K a n a l s t r a l i l e a ,

V<jin Glimmlicht zu den Kathodonstralilen .307Eigenschaften und Wesen der Kalhodenstrahten 307Kanülstrahlen 309

C. R ö n ig e n s t r a h I e n.

Entstehung 309Eigenschaften und Wesen der Strahlen 310finiitgenstrahlen und Ileilkuude 311

I I I . Atmosphärische Erid.ndungserschcinungen.

Entstehung der Gewitter 313Blitz und Blitzableiter 314P(ilarlichterscheirmnt;eii 316

Elektrodynamik.Erstes Kapitel: Galvanismus.

I. Voltas Fuiidamentnlverauchfi.

Voltas Spannungsreihe 318Voltas Spannungsgesetzä 318Leiter erster Klasse in Berührung mit Leitern zweiter Klasse 318

I I . Galvanische Elemente.

Elektrolytische Dissoziation 321Galvanische Polarisation 321Galvanische Elemente und ihre DepolarisaÜnn 322

III. Akkumulator.

C h e m i s c h e r P r o z e ß b e i d e r L a d u n g u n d E n t l a d u n g . . . . . . . . 3 2 4K a p a z i t ä t u n d Ö k o n o m i e 3 2 6A n w e n d u n g e n 3 2 7

XIX

Zweites* Kapitel: 'Stromgesetze.

I. Das Gesetz von Ohm und seine Anwendungen. Seite

Ohms Gesetz für ein Leiterstück - .'•' . . . . . 328Praktische Einheiten ; - . - • . , . . . 328Abhängigkeit des Widerstandes von Stoff und Temperatur • 329Ohmsches Gesetz für einen geschlolinen galvanischen Kreis , 830

I I . Die Gesetze von Kirchhoff und ihre Anwendungen.

Erstes Kirchhoffsches Gesetz 333Nebenschluß - . . - . . '--334Widerstandsmessungen 335Zweites Kirchhoffsches Gesetz 337

Drittes Kapitel: Wirkungen des Stromes.

I. Thermische Wirkungen, Thermoelektrizität.

A . V e r w a n d l u n g d e r S i r o m-e s a r b e i . t i n W ä r m e .

Stromesarbeit und Stromesleistung 339Joules Gesetz 340Lokalisierung der Wärmewirkung .* 341

- B . D i e e l e k t r i s c h e B e l e u c h t u n g .

Glühlicht • 341Lumineszenzlicht 343Bügenlicht 343

C. A n w e n d u n g d e r S t r o m e s w ä r m e.

Elektrische Schmelzöfen ". . 344Elektrische Heizung 345Sicherungen 346

D . E r z e u g u n g v o n e l e k t r i s c h e r S p a n n u n g d u r c h -W ä r m e .

Thermoelelitrische Spannungsreihe • 347Temperaturmessung, mit Thermoelementen 347Thermosäulen 349

I I . Chemische Wirkungen.

A. E 1 ek t r o 1 y s e.

Elektrolyse von Wasser . ; 350Elektrolyse eines Alkalisalzes.-iii wäßriger Lösung o51

.Faradays elektrolytische Gesetze 351B. T e c h n i s c h e A n w e n d u n g e n d e r E 1 e k t r o 1 y s e.

Galvanoplastik 351Galvanostegie :—... 352Elektrolytische Metallurgie 352

XX"-

,: ^111. Magnetische; Wirkungen."

•z ' * A. G,e_s;e'-t.z e 4 j d e r . m a g m . e t;i s c ;h e n A b . l - e 'n km n g . S e i t e

G r u n d v e r s u c h . v o n O e m e d t -. . ., .. . . . . 3 5 2A m p e r e s c h e S c h w i m m r ö g e l . . . . . . . . . ' ; ,; ._, . ' 3 5 3G e s e t z , v o n B i o t u n d S a v a r t -.-. . . . . . . . . . . . . . , • „ - . 3 5 3

B. E l e k t r o m a g n e t i s c h e E i n h e i t e n.

E i n h e i t e n d e r S t r o m s t ä r k e . *"•.' . - . • : • . • * : ' . . " . . - . - * . . . 3 5 4E i n h e i t e n de r - P o t e n t i a l d i f f e r e n z • . . . i • • . . 3 5 4E i n h e i t e n d e s W i d e r s t a n d e s ',•..' .-. 3 5 5

C . E l e k t r o m a s n e t i s in ,u s .

K r e i s s t n u n 3 5 6S o l e n o i d 3ÖGE l e k t r o m a g n e t u n d . s e ine A n w e n d u n g e n - . . . . . . 3 5 7

IV. DyrtamischeTWirkungen von stromdurchfloBnen Leitern aufeinander.

Amperes. Gesetze'der Elektrodynamik. .• . . . . ; *.. . 360

V. Indliktionswirkungen der" Ströme.

A. Üb e r I n d u k t i o n i m ,a 11 gie.'m e-i n e nn."

Magnet-, E lekt ro- und Selbstinduktion . ' . 361Wirbelgtröme ' . ' . ' . . . ' * 3 6 3Best immung der Richtung des Indukt ionsstroms ' . " . . " . . \ ' . ' . ' . ' 364

B. D e r I n d u k-t u r. • .

Wirkungsweise 306.Bedeutung des Kondensa tors und der Untertei lung des E isenkerns . . . 3 6 7Unterbrecher formen ' . . . '. . . . . ". "36S

U. D i e ' m ;i g n e t e 1 e k t r i 's c l i e n M a s c l i i n e n:

Bestandteile . r.-. . . . . • . . . . . . . . . .- 369Magnetelektr ischer Generator . . , 36i)Magnetelektr ischer Motor . - ' • , - , . 3 7 0

D . D a s T e l e p h o n u n d M i k ' r o p 'h 'o n .

Bellsches Telephon ". . ' . ' . ' . . ' . . . . 370

Mikrophon .--.-•.' .' 3 7 3Schema einej- Telephonanlage mit Läii twerk . • 373

Viertes Kapitel: Strommeßinstrumente:- V o l t a m e t e r • . . - . • . - . : .•' . . -."- - ; . . . " 3 7 4

• N a d e l i i i s t r u m e i i t e . .* . - . . . • .• . ' 3 7 4

'Spuleninstrumente • - . . . . - . . • 375Hitzdrahtinstnimente •. .•*• .' . 377•Elekirodynamotneter • . " . . ' . . . 378

XXI

Fünftes Kapitel: Elemente der Elektrotechnik.

. I'. Dia Anker.' Seite

Das rotierende Drahtrechteck im Magnetfeld. 380Der rotierende Multiplikator (Dopnel-T-Anker) 382Der Trommelanker 383

II. Die Oenerutoreü.

A. G 1 e i c h s t r • i m g e n e r a t o r e n.Ilauptschlußmaschine . 384N"eb2nsclihi/Jm:iBchioe 384Verbundmaschine 384

H. E i n p h s s e n w e c h s e I s t v o m g e u e r ;i t o r t; n.

Einteilung • 385Maschine mit rotierendem Anker 385Maschine mit rotierendem Magaetrad ' 386

C . D r e h s t r o m g e n e r a t o r e n .Der Mehrphasünweclisülätrom 387Das magnetische Drehfeld . 3S7Dreiptasonstnimgenerator und SternsL'haliimg 390

I I I . Die TransfornKitore».Grundform, Jüweuk und Leisbungsvorlust 393Einteilung 395ömfonnergruppeu und Gleichrichter 396

IV. Die Motoren.

A. G I e i o h s t r o m m o t o r e n.398

. . - 399Elektr ische Sl raßenlwhu 400

B. E i n p h a s e n w e c h s e 1 s t r o m m o t o r e nSynchronismus 401Asynchronmotor 401Kollfcktormotor 402

C. D r e h s t r o m m o t o r e n.Hauptbestandtei le 4 0 2Motoren mii KuoscWußankev . . . . • . - . . 4 0 2i lo iuren i\\\ Sehleil ' r inganker ;i03

V. Die Elektrifikation der Bahnen.Systemafrage 404Stromleitungsführung 406Lokomotiven • 407

XXII

'Sechstes Kapitel: Elektrische Schwingungen.

I. Teslaversuche. Seite

Entstehung von Hochfrequenzschwinguhgen • . 410Versuche mit Hochfrequenzschwingungen . ' 411Anwendung bei Blitzschutzapparaten •-. 412

11. Elektrische! Resonanzversuche.

Resonierende Flaschenkreise 413.Resonierende Spulen 414Darstellung von stehenden elektrischen Wellen 415

IM. Hertzsche Versuche.Hertzsche Versuchsanordmmg 416Darstellung Hertzscher Versuche 4'1SEigenschaften der elektrischen-Strahlen . . . : '. •-.-• 418

_ IV. Drahtlose Telegraphie.Das Marconische System 419•Rohrendetektor und Schwebungsempfang 422Drahtbse Teluphome 424

Neuere, allgemein physikalische Untersuchungen.über die Radioaktivität.

Radioaktive Strahlung 426Radioaktive Umwandlungen 427Theoretische Folgerungen 428

über die neuere Atomforscliung.

Das alte Atombild 429Das Hutherfordsche und Bohrsche Atommodell 429Der Atomkern 431

Über die Strahlen.

Korpuskularstrahlen '. 433Elektromagnetische Wellenstrahlen. • 433Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlen . 433

Über die Relativitätstheorie.

Der Weg zur Theorie 435Das spezielle Prinzip und seine Folgerungen .-> 347Das allgemeine Prinzip und seine Folgerungen 440

Übungsaufgaben • 443