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XIII. Ueber die mngnetischen Wirkurzgen cler Torsion; Qon Hrn. W. W e r t h e i m .

(Conapt. rend. T. XL. p . 1234, Auszug.)

D i e s e Abhandlung bezweckt eine detailiirtere Auseinau- dersetzuiig der der Akademie in einer friiheren Note an- gekuodigten Thatsachen '), sowie die Er6rterung ihrer theo- retischen Bedeutung 'uud ihrer practischen Anwendungen.

Meine Versuche Wurden init dem in einer friiheren Ab- handlung beschriebenen Torsionsapparat angestellt, und init Hiilfe eines zwar minder soliden, aber nur Nolz und Bronze enthaltenden Apparats best5tigt, wodurch icb mich iiber- zeugte, dafs das Eisen des groLen Apparats keinen st6ren- den Einflufs ausiibt. Kiirze halber werde ich induciren- den Strom denjenigen nennen , welcher die Magnetisirung bewirkt, sey es iibrigens der Stroin der Saule oder der der Erde , utld inducirten Stronl denjenigen, welcher iii einer Drahtrolle auftritt, die den Stab zuan Theil ein- hullt und in ihrer SlhlieLung ein empfindliches Galvano- meter enthalt. Dieser Strorn wird als positiv oder negativ bezeichnet, je nachdetn er eine Zu- oder Abnahure der Magnetisirung dieses Stabes anzeigt. Folgendes sind die Hauptresultate, zu denen ich gelangt bin.

Die Torsion fur sic11 allein ist unzureichend iieutrales Eisen zu magnetisiren; allein sie inacht es geschickt, eine vie1 bedeuteiidere Meiige Magnetismus zu erlangen und fest zu halten, als es annehinen wiirde, wenii sein mecha- iiisches Gleichgewicht nicht gest6rt ware.

Sobald das Eisen allen M a g ~ t i s m u s erlangt hat, wel- &en der inducirende Strom in iliin zii erregen vermag, erregt jede Torsion einen negativen inducirten Strom, uud die entsprechende Detorsion erzeugt eineli positiveu Strom, der im Allgemeinen etwas schwacher ist als der negative.

Piach Unterbrechung des inducirenden Stroiiies und I ) Conzpt. rend. T. XXXV. p . 702. (Ann. 88, S. 331.)

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sobald sich nach einer Reihe negativer Strorne eiii neues liiagnetisclies Gleichgewicht hergestellt hat, faliren die tnecha- nischen Actionen fort, denselben Effect auf die perma- iieiite Magnetisirring auszuuben. Diese wird diircli die Torsionen verinindert , und durch die Detorsioneii wieder hergestellt.

Iin ganzeii Zustaiid des inagnetischeii Gleichgewichts siiid die Ableiikungen der Nadel proportional den Torsions- winkeln; sie wachsen rnit der Masse des Eisens, ohne dafs die Forin des Querschnitts einen inerklicheri Einflufs ausiibt ; sie wachsen auch mit der Intensi t~t der Magnetisirung, vor alletn aber init desseii permanenteiii Theil.

Die euali tat des Eisens influeiicirt iiur auf die Zabl voii Torsionen, die inan zur Herbeifiihruog eines Gleicb- gewichtszustandes anwenden mufs, auf die Grofse der Ab- lenkungen uiid auf die Verminderung derselben in Folge der Unterbrechung des iiiducirenden Stromes. Dagegen rxistirt ein fundamentaler TJnterschied zwisclien deiii JI’ ’ JSell

und dein Stahl. Dieser letztere iiiagnetisirt und dernagne- tisirt sich partiell i n dcrselben Weise wie das Eisen; ist aber sein inagrietisclies Gleichgecvicht eiiiinal hergestellt, so wird dasselbe durcli keiiie inechanische Kraft gestijrt, wic man sie auch anwenden inoge.

Vcrgcbens liabe ich versucht, durcli die Torsion diainag- netischer ICiirper analoge Effecte wie die bcirn Eisen beob- aclrteten hcrvorzubringen.

Bei den eben beschriebenen Versuchen cntsprirht das R’Iaximuin der Magnetisirung der Stellung, welclie der Stab einnimmt, wenn er keiner Torsion aiisgesetzt ist ; allciri diese Coincideiiz existirt iiiclit iinmer, sie ruhrt her v o n der Art, wie wir bisber operirten. 111 dieser Lage, welche wir die der mechmischen Null neniien wollen , hefalid sic11 n2imlich der Stab allenial, wcnn wir den Stroui her- stellteii oder unterbrachen; voii diesel. Stellung ausgebend haben wir itiin aucli abwechselnd entweder iiach der Rccli- tcii oder iiacli dcr Liiikeii eine so scbwache Torsion ge- gcben, dafs die perinanenten l’orsioiien tiamcrklicli war en,

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Wenii man etwas anders operirt, kaiin man das Rlngneti- sirungsmaximum in Bezug auf diesen Nullpunkt verschie- ben; inan kaiin ihin. einprageii, was wir eiiie Drehung (rotation) nennen wollen, ohne init dieseiii Ausdrack eiae theoretische Idee zu verbinden. Untersuchen wir die drei Perioden eines jeden Versuchs fur sich.

Magnetisirt man eiuen Eisenstab, wahrend er ge- drillt (tordue) ist, so erzeugt man keiiie Drehung; die per- inalienten Torsionen, welche der Magnetisirung vorangin- geii, sind gleichfalls ohne Einfluk

W e n n man den Stab in permanenter Weise drillt, wahrend er unter dein Einflufs des inducirenden Stromes steht, so variirt der Effect nach der Qualitat des Eisens. Im harten Eisen bewirkt inan eine Drehung im Sinn der permanenten Torsion ; sie wachst mit dieser, ohne je dereii Gr6Cse zu erreichen, iiicht eiiiinal die des Winkels der ihr entsprechenden temporaren Torsion. Diese Drehung ist unmerklich beim weichen Eisen, wenigstens wenu es nicht so weit gedrillt ist, da€s es alle seine urspriinglichen Eigenschaften verloreii hat.

3. Bei jedem temporar gedrillten Eisen, bewirkt die Unterbrechung des Stromes eiiie Drehung im Siiine dieser Torsion. Bci sehr weichem Eisen ist der Drehungswiukel dein Torsionswinkel fast gleich , bei hartem Eiseii ist er viel geringer als dieser. Diese iieue Drehung addirt sicli zu der, welche das Eisen unter dem Stroln erlaiigt hahen li aiin .

In allen Fallen geben die Torsionen und Detorsionen, welche zwischen den Granzen des Rotationswinkels begrif- fen sind, viel geringere Abweichungen als die, welclie man aufserlialb dieser Granzen erhelt, wenn Alles Uebrige gleicli.

Die Gesauiintheit dieser Erscheinungen scheint inir- uner- tragtich mit der Thearie dcs Magnetismus, so wie man sie bisher allgemein angenommen hat. Vergebens hat man versucht, sic durch etwaige Veranderungen der Coercitiv- kraft zu erkllren. In der That, wie laCst sich begreifen, dafs eine Torsion, die, von der mechanischen Null aus,

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stets in demsclbrn Siiine ausgeubt wird und die diese Kraft i n continuirlichcr Weise wnchsen lasst-.a miifste, zwei einander folgende Strome von entgegengesetzter Kraft er- zeugen kann? Und dcnuoch ist diefs eine notliwendige und reelle Folgerung aus der Drehung.

Und abgesehen von ihr: die blofse Thatsache der Wie- derherstellung der Magnetisirung im Moment der Detor- sion, obne dafs irgeud ein aufserer niagnetischer Einflufs existirt, wiirde hinreichen, diese Theorie umzustofsen. Das- selbe gilt von der Ampere’schen Theorie.

Ich habe in dieser Abhandlung zu zeigen gesucht, dafs die Erklarung dieser Erscheinungen miiglich wird, weiin man annimmt, dafs die parallelen Striime, welche die Am- p e r d’sche Solenoide constituiren, bestehen nicht aus der Fortbewegung einer Fliissigkeit, sondern aus der Fortpflan- zung von Schwingungen, deren Bahn fur den Augeoblick unbestimmt bleiben mag. Sie wiirden in1 Eiseii praexisti- ren, aber unregeYmafsig und nicht zusammenstin~mend, und der Act der Polarisation bestande in der Polarisation die- ser Schwingungen.

Nach dieser Idee wird die Coercitivkraft ersetzt durch die Tragheit. Man begreift alsdann, dafs die Molecular- erschiitterungen dazu beitragen diesen Widerstand zu iiber- waltigen ; und man sieht auch ein, dafs, vermiige der Cogxi- s tem kleiner Bewegungen , Magnetisirungcn iin entgegrn- gesetzten Sinne, einander uberdecken kiinriten , ohne sich gegenseitig zu zerstoren.

Drillt inan nun den Stab, so vcrsrhiebt mali gegeueinan- der die Molecule, welche der Sitz iibereinstimmender Schwin- gungen sind. Diese Schwinguugen werden fortgezogen mit den materielIen Moleciilen, wie es nach dem Versuch des Hrn. F i z ea u mit den Lichtschwingungen der Fall ist. Die Torsion bewirkt also einen ihr proportionellen Phasen- Unterscbied oder eiiie partielle Riickkehr zutn naturlicl~en Zustand des Eisens ; die Detorsion stellt nothwendig den Einklang der Schwingungen und die ursprungliche Magne- tisirung wieder her.

Klar iet, dafs weder durch’s Verkiiigern, nocli durcli’s Zusaininendriicken ein analoger Effect lieivorgebraclit wer- den k an u ,

Zur Erkliirung der Drehung rcicht die Aiinahme hin, dafs die Untcrbrechung des Stroms und die permanenten Torsionen das Veriiibgen be~itzen , die vorhandenen Pha- seiidifferenzen verschwinden zu machen. Die Schwingnn- gen werden alsdann ubereinstiminend fur cine Gleichge- wichtslage, welche voii dew naturlicheu Gleichgewicht darin abweicht , daEs jeder Querschnitt eine seinein Abstand vom Eiuklemmuiigspunkt proportionale TRTiiikelverschiebu~i~ er- litten hat, und diese neue Lage wird die des inagiietischen Maxiinurns seyn. Man begreift ebenso die Kleiiiheit der Ablenkuiigen fur Torsionen, welche innerhalb des Dre- hungswinkels liegen, weiin man erw%gt, dais die Korper- theilchen immer nur einen Theil der Aetherschwingungen mit sich reifsen, und dafs fur alle ubrigen die mechanische Null fortfahrt die Lage des Maximums zu seyn.

Ohne langer bei dieser irn gegenwSrtigen Zustand sehr discutablen Hypothese zu verweilen, erlaube icb mir zu bemerken, dafs diese Erscheinungei~ in Riicksicht auf die Theorie des Erdmagnetismus von VI’icIitigkeit sind. Da die Erde ein elastischer Kijrper ist, welcher bestandig Ge- staltreranderuagen erleidet, so kann ihr Magnetisinus nicht jene Stabilitat besitzen , welche inan ihm fur gewohnlich zuschreibt.

Man begreift auch, dafs die Erdbeben, blofs vermiige ihrer mechanischen Action, einen Einflufs arif die Magnet- nadel ausiihen konnen, wie er von C a p o c c i , A r a g o und G a y beobachtet worden ist.

Endlich haben die unvorhergeseheueu Fehlweisungen der Coinpasse am Bord von eisernen Schiffen nichts Wun- derbares mehr, wenn man erwagt, welche bestandige Tor- sionen und Biegungen diese durch dic Wogen, die Bewe- gungen der Maschine und die Veranderungen der Ladung erleiden. Die gewohnlich angewandten Compensationen werden unzulanglich, besoiiders wenn die magnetische

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Axe des Schiffes cine Biegung ') erlitteii hat. Man konnte ihr abhelfen, entweder wenn inan die nachstcn Theile an den] Compasse von Stahl verfertigte, oder wenn inan Corn- pensationsst~be aus delnselbeii Eisen wie das Gehbuse (coque) anwendete, die, mit Beibehaltuug ihres eignen magnetischeu Zustandes, inechaiiisch mit diesem fest verbunden wareu, so dafs sic an allen elastischen Verschiebuugen desselben Theil nebinen miifsten.

XI V . Eigen 6h iirnlich es Mete oreisen.

D a s s e l b e worde gefunden von Hrn. G r e e n w o o d , am 26 Febr. 1840, in Chili, in der Wiiste Tarapaca, 80 engl. Meileii nordiistl. von Talcahuaxo und 46 Meil. von Heinalga. Hr. D a r 1 i n Q t o 11, der es 1853 zerlegte, fand es zusaminen- gesetzt aus: 93,45 Eisen, 459 Nickel, 0,36 Kobalt, 0,19 Man- gan, 1,24 Phosphornietalleii uiid einer Spur Chrom. Als das 6 Unzen schwere Stfick, von dcin die Probe abgenomineii wordeii, zerschnitten wurde, eiitdeckte man , dariu kleiiie Hiihlungen, die inerkwiirdigerweise reines BZei cnthielt en. Einige derselhen enthielten davoii nur ein Hautchen, andere waren theilweis damit gefullt , mid nocb andere schlossen ein Kora von Erbsengrofse ein. Die Masse batte ein spec. Gew. von 6,5 und gab beim Aetzeii keine Widmanstetten'- sche Figure11 (Phil. Mag. 1855. JuZ. p . 12). --

1 ) Durcli die Bengung erhllt man analoge Efferte wie durch die Torsion; in einer anderen Abhandlung wcrde icii darauf zuriickkommen.

Gedruckt bei A. W. S c h a d e in Berlin, Griinstr. 18.