Grunderſcheinungen.

Sehr viele Körper, wie namentlich Harze, Schwefel, Glas u. dgl., zeigen,
durch die Hand, durch Fell, Wolle oder Seide gerieben, bemerkenswerthe Veränderungen
in ihrem phyſikaliſchen Verhalten, in ihrer Einwirkung auf andere Körper. Der
geriebene Körper erhält nämlich die Eigenſchaft, kleine, leichte Körperchen, wie Papier-
ſchnitzel, Federchen, Hollundermark u. ſ. w., anzuziehen und kürzere oder längere
Zeit feſtzuhalten. Reibt man z. B. einen größeren Glasſtab, ſo beobachtet man,
daß er nach dieſer Operation leichte Körperchen anzieht, in kurzer Zeit aber wieder

abſtößt. Während des Reibens ſelbſt beobachtet man ein eigen-
thümliches, kniſterndes Geräuſch und ſieht, wenn man das Ex-
periment im Dunkeln ausführt, den Stab leuchten oder zwiſchen
ihm und dem Reibzeuge kleine Fünkchen überſpringen. Die
Erſcheinung des Abſtoßens der Körperchen kurze Zeit nachdem ſie
angezogen wurden, beobachtet man noch beſſer in folgender
Weiſe. Man bedient ſich des elektriſchen Pendels — einer
Vorrichtung, ganz ähnlich jener, welche auf Seite 38 beſchrieben
und abgebildet wurde; die Stelle der Eiſenkugel vertritt aber
eine Kugel aus Hollundermark oder ein kleiner Papierballon.
Nähert man nun dieſer an einem Seidenfaden hängenden Hollunder-
markkugel eine geriebene Glasſtange, ſo fliegt die Kugel gegen
dieſelbe bis zur Berührung und fällt dann wieder ab; nähert
man neuerdings die Stange der Kugel, ſo flieht letztere.

Man erſieht aus dieſen einfachen Experimenten, daß die
erwähnten Körper durch das Reiben in einen Zuſtand verſetzt
wurden, in welchem ſie ſich vorher nicht befanden; wir be-
zeichnen dieſen Zuſtand als einen elektriſchen und nennen die
uns noch unbekannte Urſache desſelben Elektricität.

Charakteriſtiſch für dieſe Kraft iſt die Abſtoßung. Eine Behandlung ge-
wiſſer Körper, welche dazu führt, andere Körper anzuziehen, haben wir bereits
im Magnetismus kennen gelernt; das mit einem natürlichen Magnete geſtrichene
Stahlſtück zieht Eiſentheile an und hält ſie feſt. Ein hinreichend kräftig geriebener
Glasſtab jedoch zieht leichte Körperchen zwar auch an, hält ſie aber nicht feſt,
ſondern ſtößt ſie mehr oder weniger lebhaft wieder von ſich. Greifen wir
nochmals auf das Experiment mit der Hollundermarkkugel — dem elektriſchen
Pendel — zurück; wurde die Kugel an und für ſich in ungeändertem Zuſtande
erſt angezogen und dann abgeſtoßen oder hat auch die Kugel durch ihre Berührung
mit der Glasſtange ihre Eigenſchaften geändert? Die Beantwortung dieſer Frage
giebt folgender Verſuch: Man nähert der Hollundermarkkugel, nachdem ſie mit dem
Glasſtabe in Berührung geweſen iſt, eine zweite Hollundermarkkugel oder andere
leichte Körperchen. Werden dieſe nun gleichfalls von der zuerſt benützten Kugel
angezogen, ſo iſt mit letzterer während der Berührung mit dem Glasſtabe offen-
bar auch eine Veränderung vorgegangen. Und in der That, das Experiment zeigt,
[63] daß die anziehende Kraft vom Glasſtabe auf die Kugel übertragen wurde, denn dieſe
zieht wirklich leichte Körperchen an: die Kugel wurde durch den Glasſtab elektriſirt.
Daraus erſieht man, daß die am Glasſtabe durch Reiben erzeugte Elektricität durch
Berührung einem zweiten Körper mitgetheilt werden kann. Die auf die Anziehung
folgende Abſtoßung iſt aber nunmehr als Abſtoßung zwiſchen zwei elektriſirten
Körpern aufzufaſſen.

Dieſes Verhalten elektriſirter Körper giebt uns ein Mittel an die Hand, die
Körper auf ihren elektriſchen Zuſtand zu prüfen. Der einfachſte Apparat hierzu iſt
das Goldblatt-Elektroſkop, Fig. 32. Auf einem hölzernen Fuße iſt eine Glas-
kugel befeſtigt, deren nach oben gerichteter Hals eine Metallfaſſung beſitzt; in die
Mitte der Metallfaſſung iſt ein Glasröhrchen eingekittet. Letzteres enthält einen
Metalldraht, welcher nach oben in einer Kugel endigt. Das untere Ende des
Drahtes iſt flachgedrückt, ragt beiläufig bis in den Mittelpunkt der Kugel und
trägt zwei ſchmale Streifen aus dünnem Goldblatte; letztere hängen im gewöhn-
lichen Zuſtande parallel nebeneinander herab. Be-
rührt man bei dieſem Elektroſkope die Metallkugel
mit der geriebenen Glasſtange, ſo theilt ſich deren
Elektricität durch den Draht den beiden Gold-
blättchen mit, dieſe ſtoßen einander ab und diver-
giren in der durch die Fig. 32 veranſchaulichten
Weiſe. Man bemerkt hierbei auch, daß der Winkel,
um welchen die beiden Blättchen auseinandergehen,
deſto größer wird, je ſtärker man die Glasſtange
reibt. Das Elektroſkop geſtattet daher auch, einen
beiläufigen Schluß auf die Stärke der Elektriſirung
des Glasſtabes zu ziehen.

Ein zweites derartiges Elektroſkop iſt das
Henley’ſche Quadranten-Elektrometer, welches
in Fig. 33 abgebildet iſt. Man bedient ſich des-
ſelben zur annähernden Beurtheilung der Ladung
des Conductors einer Elektriſirmaſchine. Es beſteht
aus einem Metallſtabe S, welcher an ſeinen beiden
Enden mit Metallkugeln verſehen iſt; die obere

Kugel trägt ein kleines Gelenk zur Bewegung des Stäbchens A mit der Hollunder-
markkugel H, welche in unelektriſchem Zuſtande an der unteren Kugel anliegt.
Mit der unteren Kugel des Stabes S ſetzt man das Inſtrument auf den Con-
ductor C der Elektriſirmaſchine auf. Die Elektricität ſtrömt vom Conductor C auf
die beiden Kugeln bei H und S und dieſe ſtoßen ſich ab, einen deſto größeren
Winkel bildend, je ſtärker elektriſch der Conductor iſt. Zur Beſtimmung des Winkels
dient der getheilte Viertelkreis Q. Beide Elektroſkope erlauben keine eigentlichen
Meſſungen der Elektricität, ſondern können nur den elektriſchen Zuſtand des zu
prüfenden Körpers anzeigen und eine oberflächliche Schätzung der Stärke ermög-
lichen; hat man es mit ſehr ſchwach elektriſirten Körpern zu thun, ſo iſt ſelbſt
dies, der Unempfindlichkeit der Inſtrumente wegen, nicht ausführbar. Apparate,
welche wirkliche Meſſungen erlauben, werden wir ſpäter noch kennen lernen. Der
elektriſche Zuſtand eines Körpers kann durch Reiben hervorgerufen werden; dies
gelingt bei einer großen Anzahl von Körpern. Nicht nur Glas, Harze und Schwefel
können in dieſen Zuſtand gebracht werden, ſondern auch trockenes Papier, Kaut-
[64] ſchuk, Guttapercha, Wachs u. ſ. w. Andere Körper aber, wie z. B. alle feuchten
Körper, Metalle, Kohle u. ſ. w., werden durch Reiben nicht elektriſch. Man
nennt die erſteren elektriſirbare oder idioelektriſche, die letzteren nicht
elektriſirbare oder anelektriſche Körper.

Dies iſt jedoch nicht der einzige Unterſchied, der ſich beim Reiben verſchie-
dener Körper ergiebt. Reibt man eine Glasſtange mit Wolle und nähert ſie dem
elektriſchen Pendel, ſo wird dieſes angezogen, berührt dieſe Stange und empfängt
von dieſer Elektricität; jetzt ſtößt die Glasſtange die Hollundermarkkugel ab. Reibt
man nun eine Siegellackſtange mit Wolle und nähert ſie der elektriſchen
Hollundermarkkugel, ſo wird dieſe von der Siegellackſtange nicht erſt angezogen und
dann abgeſtoßen, ſondern nur angezogen, während die unelektriſche Kugel eines
zweiten Pendels von derſelben Siegellackſtange ebenſo wie die erſte von dem Glas-
ſtabe elektriſirte zuerſt angezogen und dann aber abgeſtoßen wird. Schon dieſes
Experiment zeigt, daß zwiſchen der auf dem Glasſtabe und jener auf der Siegel-
lackſtange hervorgerufenen Elektricität ein Unterſchied beſtehen müſſe. Dies wird
jedoch noch klarer, wenn man ſich bei obigem Verſuche des Goldblatt-Elektroſkopes
an Stelle des Pendels bedient. Man berührt mit dem geriebenen Glasſtabe die
Kugel des Elektroſkopes; ſofort werden ſich die beiden Goldblättchen abſtoßen und
divergiren. Reibt man den Glasſtab neuerdings, und zwar kräftiger als das erſte-
mal und berührt wieder die Kugel des Elektroſkopes, ſo wird die Divergenz der
Goldblättchen geſteigert. Das Experiment nimmt denſelben Verlauf, wenn man
ſtatt des Glasſtabes eine Siegellackſtange verwendet; es ändert ſich jedoch, wenn man
die Anwendung beider combinirt. Zu dem Ende wird vorerſt die Kugel des
Elektroſkopes mit dem geriebenen Glasſtabe berührt und dadurch eine Divergenz
beider Goldblättchen hervorgerufen. Nun berührt man aber die Kugel des Elektro-
ſkopes mit einer geriebenen Siegellackſtange; die Goldblättchen werden jetzt ſofort
zuſammenfallen oder doch ihre Divergenz verkleinern. Die Goldblättchen zeigen ein
analoges Verhalten, wenn das Experiment in umgekehrter Ordnung ausgeführt
wird: die Blättchen des unelektriſirten Elektroſkopes divergiren durch die Berührung
mit der geriebenen Siegellackſtange, dieſe Divergenz wird jedoch durch darauf-
folgende Berührung mit dem elektriſirten Glasſtabe ganz oder theilweiſe auf-
gehoben.

Das Experiment beweiſt alſo, daß ſowohl Glas als auch Siegellack durch
Reiben elektriſch wird; es zeigt aber auch, daß die elektriſchen Zuſtände auf dieſen
beiden Körpern ſich in einem gewiſſen Gegenſatze befinden, da der eine Körper die
Divergenz vernichtet, welche durch den anderen hervorgerufen wird, und umgekehrt.
Dies lehrt, daß zweierlei elektriſche Zuſtände angenommen werden müſſen.
Um dieſe zu unterſcheiden, hat man jenen Zuſtand, in welchen das Glas durch
Reibung gelangt, Glaselektricität, und jenen Zuſtand, in welchen Harze durch
dieſelbe Behandlung kommen, Harzelektricität genannt, wobei man von der
Anſicht ausging, daß ein beſtimmter Körper durch Reiben immer nur in einen und
denſelben elektriſchen Zuſtand verſetzt werden könne. Als man jedoch den Verſuch
machte, einen Körper mit verſchiedenen Stoffen zu reiben, erkannte man bald, daß
die Art des elektriſchen Zuſtandes ſich nicht nur mit dem geriebenen Körper,
ſondern auch mit dem zum Reiben angewandten ändern kann, daß alſo ein und
derſelbe Körper ſowohl den einen als auch den entgegengeſetzten elektriſchen Zuſtand
annehmen kann, je nachdem man ihn mit dem einen oder anderen Körper reibt.
Die Bezeichnungen Glaselektricität und Harzelektricität konnten daher nicht bei-
[65] behalten werden, da durch dieſe Bezeichnungen der elektriſche Zuſtand eines Körpers
nicht genügend beſtimmt erſcheint. Man einigte ſich deshalb dahin, den einen
Zuſtand den poſitiv elektriſchen, den anderen den negativ elektriſchen zu
benennen. Da man fand, daß Glas ſtets in einen und denſelben elektriſchen Zuſtand
geräth, ſobald man es mit einem Lederflecke reibt, auf welchem Amalgam aufgetragen
iſt, Harz durch Wolle gerieben aber faſt immer den entgegengeſetzten elektriſchen
Zuſtand annimmt, ſo wurden dieſe beiden Erzeugungsarten für die Unterſcheidung
beider elektriſchen Zuſtände als maßgebend aufgeſtellt. Poſitiv elektriſch werden
daher alle jene Körper genannt, welche denſelben elektriſchen Zuſtand zeigen wie
ein mit Amalgam geriebener Glasſtab, negativ elektriſch alle jene Körper, deren
Zuſtand dem eben jetzt genannten entgegengeſetzt iſt.

Faſſen wir die bisher be-
trachteten Erſcheinungen zuſam-
men, ſo ergeben ſich hieraus
nachſtehende Grundgeſetze:

Es giebt zwei Arten
von Elektricität, poſitive
und negative. Die ungleich-
namigen Elektricitäten zie-
hen einander an, die gleich-
förmigen ſtoßen ſich ab;
gleiche Mengen ungleich-
namiger Elektricitäten in
einen Körper vereint neu-
traliſiren ſich.

Dieſe Grundſätze geben uns
auch den Weg an, welcher ein-
zuſchlagen iſt, um den elektriſchen
Zuſtand der Körper zu prüfen.
Um zu unterſuchen, ob ein Körper
überhaupt elektriſch iſt und bei-
läufig die Stärke der Elektriſirung
zu beſtimmen, ſind die vorhin
beſchriebenen Elektroſkope in vielen

Fällen ausreichend. Man iſt mit ihrer Hilfe aber häufig auch im Stande, die Art
des elektriſchen Zuſtandes zu beſtimmen. Hierzu iſt ſogar oft ſchon das elektriſche
Doppelpendel ausreichend, d. h. es genügen zwei an Seidenfäden parallel neben-
einander hängende Hollundermarkkügelchen oder Collodiumballons. Man theilt zu
dieſem Behufe der einen Kugel Elektricität der einen Art, alſo z. B. poſitive
Elektricität mit, und berührt die zweite Kugel mit dem zu prüfenden elektriſchen
Körper. Stoßen ſich hierauf beide Kugeln ab, ſo iſt der zu unterſuchende Körper
gleichfalls poſitiv elektriſch, ziehen ſie ſich gegenſeitig an, ſo iſt er negativ elektriſch.

Beim Goldblatt-Elektroſkop verfährt man in der Weiſe, daß man die Gold-
blättchen zunächſt in einer Art, alſo etwa wieder poſitiv elektriſirt und dadurch
eine beſtimmte Divergenz derſelben erzielt; dann berührt man die Kugel des
Elektroſkopes mit dem zu prüfenden elektriſchen Körper. Divergiren darauf die
Blättchen noch ſtärker, ſo war der zu prüfende Körper poſitiv elektriſch, fallen ſie
ganz oder theilweiſe zuſammen, ſo war er negativ elektriſch.

Ob man nun die eine oder die andere Methode zu einer derartigen Prüfung
benutzt, iſt es doch immer erforderlich, ſich zuerſt davon zu überzeugen, ob der
Körper überhaupt elektriſch ſei, wenn man ſich nicht der Gefahr ausſetzen will,
falſche Reſultate zu erhalten. Dieſe Methoden führen auch dann nicht zum Ziele,
wenn man es mit ſehr ſchwach elektriſchen Körpern zu thun hat. Hierzu bedient
man ſich des von Behrens angegebenen Elektroſkopes, welches von Rieß in die
durch Fig. 3[4] dargeſtellte Form gebracht wurde. In einem vierſeitigen Holzkaſten, der
an ſeinen beiden Längsſeiten durch Glasplatten verſchloſſen iſt, befindet ſich eine Art
galvaniſcher Batterie, wie wir ſolche ſpäter noch kennen lernen werden. Die ſpeciell
hier angewandte führt den Namen Zamboni’ſche Säule. Sie wird in der Art
hergeſtellt, daß man kreisrunde Scheiben aus unechtem Gold- und Silberpapier zu
je zweien ſo aufeinanderlegt, daß ſich ihre metalliſchen Seiten berühren. Tauſend
bis zweitauſend ſolcher Paare werden dann, mit ihren Goldſeiten nach der einen,
mit ihren Silberſeiten nach der entgegengeſetzten Seite gerichtet, aufeinandergelegt
und in einer Glasröhre durch zwei Metalldeckel zuſammengepreßt. Die Metall-
deckel als Pole der Säule erweiſen ſich dann einander entgegengeſetzt elektriſch. Eine
ſolche Säule, eingeſchloſſen in der Glasröhre K Z und ausgerüſtet mit den Metall-
deckeln, enthält auch das Elektroſkop. An jedem der Metalldeckel iſt bei g ein Gelenk
angebracht, in welchem ſich ein S-förmig gebogener Draht d d drehen kann. Die
oberen Enden der Drähte ragen durch eine mit Glasröhren ausgekleidete längliche
Spalte im Deckel des Holzkaſtens über denſelben heraus und tragen die Metall-
ſcheiben k und z; dieſe bilden die Pole der Zamboni’ſchen Säule, und zwar k
den poſitiven, z den negativen Pol. Ueber die beiden Metallſcheiben iſt eine Glas-
glocke geſtülpt, in deren obere Oeffnung ein Metallſtäbchen durch Schellack ein-
gekittet iſt. Dieſes trägt an ſeinem oberen Ende die Kugel r, an ſeinem unteren
Ende ein feines Goldblättchen. Die Scheiben k und z ſind ſo geſtellt, daß das
Goldblättchen zwiſchen beiden in der Mitte hängt. So lange das Blättchen
unelektriſch iſt, wird es von beiden Scheiben k und z gleich ſtark angezogen und
bleibt deshalb in der Mitte beider vertical hängen, vorausgeſetzt, daß k und z
gleich ſtark elektriſch ſind. Sollte letzteres nicht der Fall ſein, ſo verbindet man
für kurze Zeit die beiden Metalldeckel der Zamboni’ſchen Säule durch die Metall-
ſtange t t miteinander, indem man letztere gegen die Säule ſchiebt. In jedem
Falle iſt es leicht, durch Stellung der Metallſcheiben k z und das eben angegebene
Verfahren die durch k und z auf das Goldblättchen ausgeübten Anziehungen ſo
zu reguliren, daß das Blättchen von beiden Seiten gleich ſtark angezogen wird
und daher in der Mitte vertical herabhängt.

In dieſem Zuſtande genügt jedoch die geringſte Menge Elektricität, welche
dem Goldblättchen mitgetheilt wird, um das Gleichgewicht zu ſtören. Denn iſt nun
das Goldblättchen elektriſch, ſo wird es allerdings auch jetzt noch von einer der
Metallſcheiben, und zwar der entgegengeſetzt elektriſchen, angezogen, aber die gleich-
namige Metallſcheibe ſtößt jetzt das Blättchen ab. Die große Empfindlichkeit dieſes
Inſtrumentes rührt eben davon her, daß die Anziehung der einen Metallſcheibe
und die Abſtoßung der gegenüberſtehenden Scheibe ſich derart unterſtützen, daß ſie
das Goldblättchen in derſelben Richtung zu bewegen ſuchen.

Die Prüfung eines Körpers auf ſeinen elektriſchen Zuſtand mit dieſem
Inſtrumente bedarf nach Vorſtehendem kaum mehr einer Erklärung. Man berührt
die Metallkugel des Elektroſkopes mit dem zu prüfenden Körper und beobachtet
das Goldblättchen. Bleibt es ruhig hängen, ſo iſt der Körper unelektriſch; bewegt
[67] es ſich gegen den poſitiven Pol k der Säule, ſo iſt der Körper negativ elektriſch,
und bewegt es ſich gegen den Pol z, ſo iſt der Körper poſitiv elektriſch.

Kehren wir nochmals zum einfachen elektriſchen Pendel zurück, ändern dieſes
aber in der Weiſe ab, daß wir an die Hollundermarkkugel noch eine zweite Hol-
lundermarkkugel H2 durch einen Metalldraht befeſtigen, in der Weiſe, wie es Fig. 35
zeigt. Berührt man nun wieder die Hollundermarkkugel H1 mit einem geriebenen
Glasſtabe, ſo wird ſie poſitiv elektriſch und deshalb von der gleichfalls poſitiv elektriſchen
Glasſtange abgeſtoßen; dasſelbe Verhalten zeigt nun aber auch die Kugel H2, ohne
daß dieſe vorher von dem Glasſtabe berührt worden iſt. Ferner wird die Kugel
H2 von einer geriebenen Siegellackſtange angezogen; auch iſt die Kugel H2 im
Stande, leichte, unelektriſirte Körperchen anzuziehen, verhält ſich alſo genau ſo,
wie früher die Kugel des einfachen elektriſchen Pendels. Da nun aber der Kugel
H2 keine Elektricität mitgetheilt wurde, ſie ſich aber doch
elektriſch, und zwar in derſelben Art elektriſch erweiſt,
wie die Kugel H1, ſo folgt daraus, daß die der Kugel H1
mitgetheilte Elektricität auf die Kugel H2 übergeſtrömt
ſein muß. Das Experiment gelingt nicht, d. h. die Kugel H2
bleibt unelektriſch, wenn die beiden Kugeln nicht durch
einen Metalldraht, ſondern durch einen Seidenfaden mit-
einander verbunden ſind. Dieſe beiden Verſuche lehren,
daß ein Metalldraht die Elektricität leitet, ein Seidenfaden
aber nicht. Man nennt deshalb den Metalldraht einen
Elektricitätsleiter oder Conductor und den Seiden-
faden einen Nichtleiter oder Iſolator.

Bei der Prüfung der Körper auf ihren elektriſchen
Zuſtand durch das Goldblatt- oder durch das Qua-
dranten-Elektroſkop wurde erwähnt (S. 66), daß es
nöthig ſei, um Täuſchungen zu vermeiden, vor der Unter-
ſuchung, welche Art Elektricität der Körper beſitze, zu
prüfen, ob er überhaupt elektriſch ſei. Es ſoll nun durch
Nachſtehendes gezeigt werden, welcher Art dieſe Täuſchungen
ſein können. Nehmen wir an, das Goldblatt-Elektroſkop
ſei durch einen geriebenen Glasſtab elektriſirt, alſo die
beiden Blättchen ſeien durch poſitive Elektricität zur Diver-
genz gebracht. Iſt nun der auf ſeinen elektriſchen Zuſtand

zu prüfende Körper ein Metall und beiſpielsweiſe negativ elektriſirt, ſo werden
die beiden Blättchen ihre Divergenz verlieren, ſobald die Kugel des Elektroſkopes
mit dem Metallſtücke berührt wird. Das Elektroſkop hat alſo den negativ elektri-
ſchen Zuſtand des Metalles ganz richtig angezeigt. Iſt aber das Metallſtück gar
nicht elektriſch und berührt man nun die Kugel des poſitiv geladenen Elektroſkopes,
ſo werden die Blättchen ebenfalls ihre Divergenz ganz oder theilweiſe verlieren.
Der Grund dieſes Verhaltens liegt aber jetzt darin, daß durch Berühren der
Kugel mit dem Metallſtücke die ganze oder ein Theil der Elektricität aus den
Blättchen in das Metallſtück gefloſſen iſt und die Blättchen daher in Folge einer
vollkommenen oder theilweiſen Entladung ihre Divergenz ganz oder theilweiſe
einbüßen.

Hätte man alſo nicht vorher ſchon geprüft, ob das Metallſtück überhaupt
elektriſch iſt, ſo würde das letzte Experiment zu der Anſicht verleiten können, das
5*
[68] Metallſtück ſei negativ elektriſch. Bei Anwendung des Elektroſkopes von Behrens
iſt ein derartiger Irrthum überhaupt nicht möglich.

Die Divergenz der Blättchen eines Elektroſkopes nimmt ſofort ab, wenn
man die Kugel desſelben mit einem Körper berührt, weil auf dieſen Elektricität
von den Blättchen übergegangen iſt. Es läßt ſich dieſes Verhalten durch nach-
ſtehendes Experiment unzweifelhaft nachweiſen. Man berührt die Kugel eines
elektriſirten Elektroſkopes mit der Kugel eines zweiten Elektroſkopes; ſofort ver-
mindert ſich die Divergenz der Blättchen im erſten Elektroſkope und gleichzeitig
divergiren die früher parallel herabhängenden Blättchen des zweiten Elektroſkopes:
das erſte Elektroſkop hat alſo offenbar an das zweite Elektricität abgegeben. Prüft
man nun das zweite Elektroſkop auf die Art ſeiner elektriſchen Ladung, z. B. mit
Hilfe des Elektroſkopes von Behrens, ſo findet man, daß das zweite Elektroſkop
denſelben elektriſchen Zuſtand zeigt, welchen früher das erſte beſaß. Wir können
daher allgemein ſagen: Wenn man einen elektriſchen Körper mit einem unelektriſchen
Körper berührt, ſo verliert erſterer einen Theil ſeiner Elektricität und der berührende
Körper wird in derſelben Art elektriſch wie der berührte.

Wenngleich dieſer Satz über das Verhalten unelektriſcher Körper gegenüber
elektriſchen ganz allgemein gilt, ſo iſt hierbei doch bei den einzelnen Körpern ein
Unterſchied wahrnehmbar. Berührt man z. B. die Kugel des elektriſirten Elektroſkopes
mit einer Siegellackſtange, ſo nimmt die Divergenz der Blättchen etwas ab, und
prüft man dann die Siegellackſtange am Behrens’ſchen Elektroſkope, ſo findet man
ſie nur an jener Stelle elektriſch, welche mit der Kugel des erſten Elektroſkopes
in Berührung geſtanden war; an allen übrigen Stellen iſt die Stange unelektriſch.
Andere Körper, wie z. B. Metalle, zeigen ſich hingegen bei derſelben Behandlung
an ihrer ganzen Oberfläche elektriſch. Im erſten Falle iſt alſo die Elektricität auf
eine Stelle der Siegellackſtange übergegangen und daſelbſt geblieben; im zweiten
Falle hat ſich aber die Elektricität über den ganzen Metallkörper ſofort aus-
gebreitet. Dieſer Verſuch zeigt alſo noch deutlicher als der vorhin angegebene mit
den beiden Kugeln des elektriſchen Pendels, daß man die Körper je nach ihrer
Leitungsfähigkeit für Elektricität wohl zu unterſcheiden hat, und zwar, wie bereits
angegeben wurde, in leitende und nicht leitende Körper.

Berührt man die Kugel eines geladenen Elektroſkopes mit der Hand, ſo
fallen die Goldblättchen ſofort zuſammen, woraus hervorgeht, daß der menſchliche
Körper ein Leiter iſt. Die Elektricität gelangt vom Elektroſkope in den Körper
und wird von dieſem der Erde mitgetheilt, alſo auf eine ſo große Maſſe vertheilt,
daß ſie nicht mehr nachweisbar iſt. Man kann deshalb auch einen Körper prüfen,
ob er ein Leiter iſt oder nicht, indem man ihn mit der Hand an ein geladenes
Elektroſkop hält. Fallen die Blättchen ganz zuſammen, ſo iſt er ein Leiter, was
auch noch dadurch beſtätigt wird, daß der Körper, hierauf an einem zweiten
Elektroſkope geprüft, ſich vollkommen unelektriſch erweiſt, da er ſeine Elektricität
ſofort unter Vermittlung der Hand und des menſchlichen Körpers an die Erde
abgegeben hat.

Unterſucht man in dieſer Art die verſchiedenen Körper, ſo beobachtet
man, daß das Zuſammenfallen der Goldblättchen in ſehr verſchieden langen Zeit-
räumen eintritt, woraus gefolgert werden muß, daß das Leitungsvermögen der
verſchiedenen Körper ein ſehr verſchiedenes iſt. Metalle entladen das Elektroſkop
faſt augenblicklich, Harze äußerſt langſam, trockenes Holz in meßbarer Zeit. Es
giebt daher keine ſcharf gezogene Grenze zwiſchen Leiter und Nichtleiter. Man kann
[69] dieſes Verhalten der Körper auch ſo auffaſſen, daß jeder Körper dem Durchgange
der Elektricität einen gewiſſen Widerſtand entgegenſetzt, der gute Leiter einen
geringen, der ſchlechte Leiter, da ein abſoluter Nichtleiter nicht exiſtirt, einen ſehr
bedeutenden. Der Unterſchied zwiſchen leitenden und iſolirenden Körpern iſt kein
qualitativer, ſondern nur ein quantitativer, und der Uebergang von Körpern der
einen Art zu Körpern der andern Art iſt kein ſprungweiſer, ſondern ein allmäliger.
Wenn man daher die Körper in drei Gruppen, nämlich Leiter, Halbleiter und
Nichtleiter eintheilt, ſo ſind dieſe voneinander nicht ſcharf abgegrenzt, ſondern man
rechnet zu den Leitern ſolche Körper, welche ein Elektroſkop faſt momentan entladen,
zu Halbleitern ſolche, welche hierzu eine meßbare Zeit, alſo einige Secunden brauchen,
und endlich zu Nichtleitern diejenigen, durch deren Anlegung an das Elektroſkop letzteres
ſelbſt nach Verlauf einer Minute noch nicht entladen iſt. Hiernach iſt auch nach-
ſtehende Tabelle (nach Rieß) aufzufaſſen.

Leiter:

• Die Metalle,
• Holzkohle,
• Graphit,
• Säuren,
• Salzlöſungen,
• Seewaſſer,
• Quellwaſſer,
• Regenwaſſer,
• Schnee,
• Lebende Vegetabilien,
• Lebende animaliſche Theile,
• Lösliche Salze,
• Leinen,
• Baumwolle.

Halbleiter:

• Alkohol,
• Aether,
• Schwefelblumen,
• Trockenes Holz,
• Marmor,
• Papier,
• Stroh,
• Eis bei 0 Grad.

Nichtleiter:

• Trockene Metalloxyde,
• Fette Oele,
• Aſche,
• Eis bei — 25 Grad C.,
• Phosphor,
• Kalk,
• Kreide,
• Kautſchuk,
• Kampher,
• Aetheriſche Oele,
• Porzellan,
• Getrocknete Vegetabilien,
• Leder,
• Pergament,
• Trockenes Papier,
• Federn,
• Haare,
• Wolle,
• Gefärbte Seide,
• Seide,
• Edelſteine,
• Glimmer,
• Glas,
• Wachs,
• Schwefel,
• Harze,
• Bernſtein,
• Schellack.

Die Grenzen zwiſchen den einzelnen Gruppen ſind aber auch aus dem
Grunde nicht unverrückbare, weil die Leitungsfähigkeit eines und desſelben Materiales
auch von der Beſchaffenheit ſeiner Oberfläche abhängt. Ferner ſind alle Körper
[70] mehr oder weniger hygroſkopiſch, d. h. geneigt, Waſſer an ihrer Oberfläche zu
condenſiren, und ändern dann ihre Leitungsfähigkeit auch mit dem Wechſel der
Temperatur, ſo daß im Großen und Ganzen Nichtleiter in Folge des letzterwähnten
Umſtandes bei niedrigerer Temperatur die Elektricität beſſer leiten als bei höherer,
weil ſie bei erſterer mehr Waſſer aufnehmen. Hingegen können ſtarke Temperatur-
erhöhungen gerade das Gegentheil bewirken. So werden z. B. glühendes Glas
und geſchmolzenes Harz zu guten Leitern der Elektricität.

Bei der Aufſtellung der obigen Tabelle wurde mit dem beſten Leiter begonnen
und mit dem ſchlechteſten geſchloſſen. Den Schluß bilden Schellack, Bernſtein, Harze,
Schwefel und Glas, während die Metalle an der Spitze ſtehen. Es iſt daher
erklärlich, warum man ſchon in früheſter Zeit die Beobachtung machte, daß Bern-
ſtein durch Reiben elektriſch werde und daß andererſeits ſelbſt Gilbert noch glaubte,
Metalle werden durch Reiben nicht elektriſch. Die ſchlechten Leiter oder Iſolatoren,

wie Bernſtein, Schwefel und Harze, konnte man beim Reiben
in der Hand halten, ohne durch dieſe die Elektricität gleich zur
Erde abzuleiten; ſie blieben eben wegen ihrer ſchlechten Leitungs-
fähigkeit an der geriebenen Stelle elektriſch. Die Metalle hin-
gegen leiten die durch Reiben hervorgerufene Elektricität durch
die Hand ſofort zur Erde ab und erſcheinen deshalb unelektriſch.
Verſieht man jedoch Metallſtücke mit Glasgriffen und hält ſie
beim Reiben nur an dieſen, ſo werden ſie ebenfalls elektriſch.

Sehr merkwürdig iſt eine Beobachtung, welche Sale
im Jahre 1873 am Selen gemacht hat. Dieſer entdeckte nämlich,
daß das Selen ſeine Leitungsfähigkeit erhöht, wenn es vom
Lichte beſtrahlt wird. Dieſe Entdeckung führte, wie wir in der
zweiten Abtheilung dieſes Buches ſehen werden, zur Erfindung
des Photophons.

Die Gaſe gehören zu den ſchlechten Leitern der Elektricität;
wäre dies nicht der Fall, ſo wäre uns die Elektricität wohl
unbekannt geblieben, weil dann jeder Körper die auf ihm er-
regte Elektricität ſofort an die Luft abgeben würde. Auch der
leere Raum oder das Vacuum iſt kein Leiter der Elektricität.
Iſt jedoch die Luft feucht, ſo wird ſie ein Halbleiter, und dies
iſt der Grund, warum viele elektriſche Experimente bei feuchter
Luft nicht gelingen.

Wir unterſchieden weiter oben (S. 64) idioelektriſche oder elektriſirbare
und anelektriſche oder nicht elektriſirbare Körper. Sehen wir nun auf die
Tabelle der Elektricitätsleiter oder Conductoren und der Nichtleiter oder Iſolatoren,
ſo finden wir jene Körper, welche als nicht elektriſirbare angegeben wurden, in der
Gruppe der Leiter, jene, welche als elektriſirbare angegeben wurden, in der
Gruppe der Nichtleiter. Wir kennen nun bereits auch den Grund dieſes
verſchiedenen Verhaltens und ſehen ein, daß es nicht genügt, einen Körper in
die Hand zu nehmen und zu reiben, um feſtzuſtellen, ob dieſer Körper elektriſirbar
ſei oder nicht. Wir müſſen vielmehr, wenn es ſich um einen Elektricitätsleiter
handelt, dieſen ſorgfältig iſoliren, d. h. mit Subſtanzen umgeben, welche die
Elektricität nicht leiten; dann erſt können wir unterſuchen, ob er durch Reiben
elektriſch wird oder nicht. Dies hat man auch in der That ausgeführt, ſobald
man den Unterſchied zwiſchen Leiter und Nichtleiter erkannt hatte, und dabei ſtellte
[71] es ſich nun heraus, daß durch Reiben unter Beobachtung der in Bezug auf
Leiter angegebenen Vorſicht alle Körper ohne Ausnahme elektriſch werden.

Bei dieſer Art der Unterſuchung ergab ſich aber von ſelbſt auch noch die
Entdeckung einer ſehr wichtigen Thatſache. Da beim Reiben eines Körpers mit
einem zweiten auch der reibende Körper gerieben wird, ſo muß ja auch dieſer
elektriſch werden; und als man bei den betreffenden Verſuchen das Reibzeug iſolirte,
fand man dieſe Vorausſetzung auch wirklich beſtätigt. Man ſtellt ſolche Verſuche
am einfachſten derart an, daß man die zu unterſuchenden Platten A und B (Fig. 36)
mit Glasgriffen verſieht. Iſt z. B. A eine Glasplatte, B eine mit amalgamirtem
Leder überzogene Platte, und werden beide gegeneinander gerieben, ſo zeigt ein
einfacher Verſuch an einem Elektroſkope, daß ſowohl das reibende Amalgam, als
auch die geriebene Glasplatte elektriſch geworden ſind; das Elektroſkop zeigt aber
auch an, daß hierbei die Glasplatte poſitiv, das Amalgam negativ elektriſch wurde.
Nimmt man an Stelle der Glasplatte eine Harzplatte und verſieht die Platte B
mit Wolle ſtatt des amalgamirten Leders, ſo wird ſich die Harzplatte nach dem
Reiben negativ elektriſch, die Wolle poſitiv elektriſch erweiſen. Reibt man in der-
ſelben Weiſe Glas mit Wolle, ſo wird das Glas ſich poſitiv, die Wolle negativ
elektriſch erweiſen. Ein ähnliches Verhalten zeigen aber alle Körper, wenn ſie mit-
einander gerieben werden.

Aus dieſen Verſuchen ergeben ſich zwei wichtige Grundgeſetze: 1. Sämmt-
liche Körper werden durch Reiben elektriſch. 2. Bei der Reibung
zweier Körper werden ſtets beide elektriſch, und zwar der eine poſitiv
und der andere negativ.

Die Verſuche zeigen aber auch, daß ein und derſelbe Körper einmal poſitiv
und ein nächſtesmal negativ elektriſch werden kann, je nachdem er mit verſchiedenen
Körpern gerieben wird, wie wir dies an der Wolle beobachteten; dieſe wird, auf
Glas gerieben, poſitiv, auf Harz gerieben, negativ elektriſch. Worin dieſes ver-
ſchiedene Verhalten ſeinen Grund hat, wurde bis heute noch nicht ermittelt, wohl
aber haben verſchiedene Forſcher Reihen aufgeſtellt, in welchen jeder vorhergehende,
mit jedem nachfolgenden Körper gerieben, poſitiv elektriſch wird, während jeder
nachfolgende, mit jedem vorhergehenden gerieben, negativ elektriſch wird. Eine ſolche
Reihe nennt man Spannungsreihe, und nachſtehende Spannungsreihe iſt von
Faraday aufgeſtellt worden:

• Katzen- und Bärenfell
• Flanell
• Elfenbein
• Federkiele
• Bergkryſtall
• Flintglas
• Baumwolle
• Leinwand
• Weiße Seide
• Die Hand
• Holz
• Lack
• Eiſen, Kupfer, Meſſing, Zinn, Silber,
  Platin
• Schwefel.

Dieſe Spannungsreihe ſtimmt mit Spannungsreihen, welche von anderen
Forſchern aufgeſtellt wurden, im Weſentlichen überein. Sie erleidet aber bedeutende
Abänderungen, wenn die einzelnen Körper in verſchiedenen Formen oder Zuſtänden
verwendet werden. Reibt man z. B. alte Glasflächen, ſo werden ſie faſt immer
poſitiv elektriſch; nur das Reiben mit Raubthierfellen und einigen Kryſtallen bildet
[72] eine Ausnahme. Matt geſchliffene Glasflächen werden jedoch auch dann negativ
elektriſch, wenn man ſie mit Federn, Holz, Wolle, Papier oder mit der Hand reibt.
In ähnlicher Art weichen viele Körper der Spannungsreihe von dem durch dieſe
ausgedrückten Verhalten ab.

Quellen der Elektricität.

Bislang wurde nur die Reibung als Quelle der Elektricität betrachtet; ſie
iſt aber, wenn auch eine hervorragende, ſo doch nicht die einzige Quelle. Es wird
uns nicht überraſchen, daß auch Feilen und Schaben, als eine dem Reiben ähnliche
Thätigkeit, Elektricität hervorruft. Man weiſt dies am einfachſten dadurch nach,
daß man Siegellack oder einen anderen Iſolator feilt und die Späne auf eine
Metallſcheibe auffallen läßt, welche man an Stelle der Kugel auf ein Goldblatt-
Elektroſkop aufſchraubt.

In wenig verſchiedener Art wirkt auch das Schneiden, Spalten und Zer-
brechen der Körper auf dieſe elektriſirend; Elektricität wird ferner durch Druck
hervorgerufen, und in dieſer Richtung ſind namentlich gewiſſe Mineralien aus-
gezeichnet. So wird z. B. der isländiſche Doppelſpath durch Drücken mit der
Hand nicht nur elektriſch, ſondern behält ſeinen elektriſchen Zuſtand lange Zeit bei.

Die mechaniſchen Einwirkungen ſind jedoch nicht die einzigen Mittel, um
einen Körper elektriſch zu machen; man erreicht dies vielmehr auch durch Einleitung
chemiſcher Proceſſe, und gerade dieſe Art der Elektricitätserregung gehört zu den
wichtigſten; ihr ſoll ein ſpäterer Abſchnitt dieſes Buches gewidmet werden.

Elektricität wird ferner durch Erwärmen der Körper hervorgerufen, und
zwar ſowohl durch Erwärmen der Löthſtellen gewiſſer Metallcombinationen, worauf
wir gleichfalls ſpäter noch zurückkommen werden, als auch durch Erhitzen verſchie-
dener Kryſtalle; die letzterwähnten Erſcheinungen an Kryſtallen bezeichnet man mit
dem Namen Pyro-Elektricität.

Ein ausgezeichnetes Beiſpiel für Pyro-Elektricität giebt der Turmalin. Der-
ſelbe iſt unelektriſch, ſo lange ſich ſeine Temperatur von jener der Umgebung nicht
unterſcheidet. Wird er jedoch erwärmt oder abgekühlt, ſo zeigt er zwei einander
entgegengeſetzte elektriſche Pole, welche mit Hilfe eines Elektroſkopes leicht nach-
gewieſen werden können. Die Pole, welche der Kryſtall beim Erwärmen und beim
Abkühlen zeigt, ſind einander entgegengeſetzt, d. h. jener Pol, welcher beim Er-
wärmen poſitiv wird, zeigt ſich beim Abkühlen als negativer Pol, und jener Pol,
der beim Erwärmen negativ elektriſch erſcheint, wird beim Abkühlen poſitiv.

So verhalten ſich jedoch nicht nur die vollkommenen Turmalinkryſtalle
ſondern auch Bruchſtücke derſelben; letztere erhalten dann ihren poſitiven Pol an
jener Stelle des Bruchſtückes, welche vor dem Zerbrechen dem poſitiven Pole des
ganzen Kryſtalles am nächſten lag. Der Turmalin behält ſeine elektriſchen Eigen-
ſchaften ſelbſt dann noch bei, wenn man ihn pulvert. Dieſen Verſuch ſtellt man in
der Weiſe an, daß man das Pulver auf einem Bleche erwärmt und dann mit
einem Glasſtabe durcheinanderrührt. Das Pulver ballt ſich dann in Folge der
Anziehungskraft der elektriſchen Theilchen untereinander zuſammen; ſobald jedoch
das Pulver die Temperatur der Umgebung wieder angenommen hat, hört auch das
Zuſammenballen auf.

Das eben geſchilderte elektriſche Verhalten des Turmalins iſt jedoch nicht
dieſem Minerale ausſchließlich eigenthümlich, ſondern kommt an vielen anderen
[73] Kryſtallen, wie z. B. am Schwerſpath, Topas, Borazit u. a. in mehr oder weniger
deutlich ausgeſprochener Form vor.

Schließlich möge noch eine Art der Elektricitätserregung erwähnt werden,
die bei einem beſtimmten chemiſchen Proceſſe, nämlich jenem der Verbrennung, auf-
tritt. Es wurde durch verſchiedene Forſcher nachgewieſen, daß die Flammen von
Waſſerſtoffgas, Wachs, Alkohol, Oel u. dgl. ſich elektriſch erweiſen; ähnliches
Verhalten zeigen glimmende Körper, was z. B. durch ein auf das Elektroſkop
aufgeſetztes Räucherkerzchen erſichtlich wird. Das Elektroſkop zeigt hierbei negative
Elektricität des Kerzchens an, während ſich der abziehende Rauch als poſitiv elek-
triſch erweiſt.

Geſetze der elektriſchen Anziehung und Abſtoßung.

Bereits bei den Verſuchen mit dem Henley’ſchen Quadranten-Elektrometer
und dem Goldblatt-Elektroſkope wurde beobachtet, daß ſich die beiden Pendel ſtärker
abſtoßen, alſo einen größeren Winkel miteinander einſchließen, wenn die ihnen ertheilte
elektriſche Ladung eine größere wird, als bei Mittheilung kleiner Elektricitätsmengen.
In welchem Verhältniſſe jedoch die Größe der Abſtoßung zu der Stärke der Ladung
ſteht, konnte mit dieſen Inſtrumenten nicht beſtimmt werden; um dies zu erreichen,
alſo die Geſetze der elektriſchen Anziehung und Abſtoßung feſtzuſtellen, bedarf es
eines Inſtrumentes, deſſen Angaben genauer und verläßlicher ſind. Coulomb, der
dieſe Geſetze entdeckte, hat ſie mit der Drehwage nachgewieſen.

Die Drehwage, wie ſie zum Nachweiſe der elektriſchen Anziehungs- und
Abſtoßungsgeſetze verwendet wird, iſt in Fig. 37 abgebildet. Sie unterſcheidet ſich
von der bereits beſprochenen magnetiſchen Drehwage (S. 51), wie ein Blick auf
die beiden Figuren lehrt, nur in einigen Theilen. Zunächſt muß der Aufhängedraht d
für den Wagebalken ſehr dünn genommen werden, da es ſich in der Regel um
Meſſungen ſehr ſchwacher Kräfte handelt. Der Wagebalken beſteht aus einem Schellack-
oder Glasfaden, oder endlich, wie Rieß angiebt, aus einem Schellackcylinderchen,
auf welchem an ſeinen beiden Enden Glasfäden befeſtigt ſind; letztere werden über-
dies noch mit Schellack überzogen. Der Wagebalken trägt an einem Ende eine ver-
goldete Hollundermarkkugel B und an dem gegenüberliegenden Ende eine vertical
geſtellte Glimmerſcheibe. Dieſe hat einerſeits den Zweck, der Kugel das Gleich-
gewicht zu halten, andererſeits dient ſie als Zeiger, um die Stellung des Wage-
balkens an der Cylindertheilung ableſen zu können. Durch die Oeffnung D im
Deckel des Glascylinders kann eine der Kugel B an Größe genau gleiche, ver-
goldete Hollundermarkkugel eingeführt werden. Dieſe Kugel, welche man die Stand-
kugel nennt, iſt an einem Schellackſtäbchen befeſtigt. Die Oeffnung E dient dazu,
um der Standkugel und der anliegenden Kugel des Wagebalkens Elektricität mit-
theilen zu können.

Die Verſuche werden in folgender Weiſe durchgeführt: Zunächſt ſtellt man
den Wagebalken ſo, daß ſeine Kugel die Standkugel berührt, ohne daß der Metall-
draht tordirt iſt. Dann theilt man der Standkugel Elektricität mit, indem man
eine elektriſirte und an einem iſolirenden Stiele befindliche Metallkugel durch die
Oeffnung E in den Glascylinder einführt und die Standkugel mit der Metallkugel
einen Augenblick berührt. Die Elektricität ſtrömt dann von der Metallkugel auf
die Standkugel über, und da dieſe mit der gleich großen Kugel des Wagebalkens
in Berührung iſt, vertheilt ſich die elektriſche Ladung auf beide Kugeln der Tor-
[74] ſionswage in gleicher Weiſe. Jetzt ſtoßen ſich die Standkugel und die Kugel B
wegen ihres gleichnamigen elektriſchen Zuſtandes einander ab und der Wagebalken
dreht ſich um einen beſtimmten Winkel aus ſeiner urſprünglichen Gleichgewichtslage.
Er erreicht ſeine neue Gleichgewichtslage, wenn die Kraft der Abſtoßung beider
Kugeln gleich iſt der ihr entgegenwirkenden Torſionskraft des Metalldrahtes.

Nach dieſem erſten Verſuche dreht man den Torſionskreis derart, daß die
Torſion des Drahtes vermehrt wird und bringt dadurch die Kugel des Wagebalkens

der Standkugel näher. Auch jetzt wird
ſich der Wagebalken im Gleichgewichte
befinden, ſobald die abſtoßende Kraft
der beiden elektriſchen Kugeln gleich
iſt der Torſionskraft des Drahtes. Eine
neuerliche Drehung des Torſionskreiſes
im vorigen Sinne giebt für eine dritte
Stellung der Kugeln gegeneinander die
Größe der einander entgegenwirkenden
Kräfte. Die Größe der elektriſchen
Kräfte in den verſchiedenen Stellungen
wird in derſelben Art aus dieſen Ver-
ſuchen beſtimmt, wie dies bei der Nach-
weiſung der magnetiſchen Kräfte bereits
angegeben wurde (S. 51). Die Zahlen,
welche man dann erhält, zeigen, daß
ſich die abſtoßenden Kräfte umgekehrt
wie die Quadrate der Entfernungen
verhalten.

In ähnlicher Weiſe kann das
Verhalten ungleichnamiger Elektricitäten,
alſo die elektriſche Anziehung, unter-
ſucht werden; auch aus dieſen Ver-
ſuchen reſultirt, daß ſich die anziehen-
den Kräfte umgekehrt verhalten wie
die Quadrate der Entfernungen.

Bei den vorhergehenden Ver-
ſuchsreihen wurde das Verhalten der
anziehenden oder abſtoßenden Kräfte
nur in Bezug auf die Entfernung
beider Kugeln voneinander unter-
ſucht. Auf die Größe der abſtoßen-
den oder anziehenden Kraft hat aber außerdem die Menge der wirkenden
Elektricität Einfluß. In welcher Art dieſe ihre Wirkung geltend macht, kann
ebenfalls mit der Torſionswage leicht gezeigt werden. Zu dieſem Behufe
elektriſirt man die Standkugel ganz in derſelben Weiſe wie bei unſerem
erſten Verſuche; dann dreht man den Torſionskreis, bis der Wagebalken einen
beſtimmten Winkel mit ſeiner früheren Ruhelage einſchließt. Hierauf berührt
man die Standkugel mit einer ihr ganz gleichen, ebenfalls iſolirten, aber unelek-
triſchen Kugel. Nun ſtrömt von der Standkugel auf die ihr genäherte Kugel
ſo lange Elektricität über, bis beide Kugeln gleich ſtark elektriſch ſind; in der
[75] Standkugel bleibt ſomit, nachdem die zweite Kugel entfernt worden iſt, die Hälfte
der urſprünglichen Elektricitätsmenge zurück. Dieſe übt auf die Kugel des Wage-
balkens eine geringere Abſtoßungskraft aus, und die Kugel des Wagebalkens wird
ſich daher der Standkugel nähern; durch Drehung am Torſionskreiſe kann jedoch
der Wagebalken wieder in die früher innegehabte Stellung gebracht werden. Man
findet dabei, daß die Torſionskraft im letzteren Falle die Hälfte der Torſion beim
erſten Verſuche beträgt. Nun berührt man die Standkugel mit einem nicht iſolirten
Leiter und entzieht ihr auf dieſe Weiſe die ganze Elektricität. Der Wagebalken dreht
ſich dann bis zur Berührung ſeiner Kugel mit der Standkugel zurück und giebt an
dieſe die Hälfte ſeiner Elektricität ab; nun ſtoßen ſich die Kugeln neuerdings ab,
und der Winkel wird mit Hilfe des Torſionskreiſes wieder auf dieſelbe Größe
gebracht. Die Torſionskraft zeigt ſich abermals um die Hälfte verringert. Alſo
z. B. in der Art: Die der Standkugel anfänglich mitgetheilte Elektricitätsmenge
betrage 4 Einheiten irgend welchen Maßſyſtemes. Durch Berührung mit der Kugel
des Wagebalkens vertheilen ſich dieſe 4 Einheiten zu 2 und 2 auf die Standkugel
und jene des Wagebalkens. Durch Berühren der Standkugel mit einer ihr gleich
großen Kugel giebt ſie die Hälfte ihrer Elektricität ab und ſomit bleiben auf der
Standkugel die Elektricitätsmenge 1 und auf der Kugel des Wagebalkens die
Menge 2. Dann wird die Standkugel entladen, beide Kugeln zur Berührung
gebracht, alſo die Elektricitätsmenge 2 auf der Kugel des Wagebalkens halbirt und
man hat jetzt auf jeder Kugel die Menge 1. Die Experimente geben aber, wenn
man z. B. den Wagebalken immer auf 30 Grad einſtellt, im erſten Falle eine Torſion
von 96 Grad, im zweiten Falle von 38 Grad und im dritten Falle von 4 Grad.
Die Torſionskräfte verhalten ſich daher wie
30 + 4 zu 30 + 38 zu 30 + 96
oder
34 zu 68 zu 126.

Die Elektricitätsmengen aber wie
2mal 2 zu 2mal 1 zu 1mal 1
oder
4 zu 2 zu 1,
d. h. wird die Elektricitätsmenge halbirt, ſo muß auch die entgegenwirkende
Torſionskraft halbirt werden, wenn der Ausſchlagwinkel des Wagebalkens gleich-
bleiben ſoll, oder mit anderen Worten: Die elektriſchen Abſtoßungen verhalten
ſich gerade ſo wie die Producte aus den aufeinander einwirkenden Elektricitäts-
mengen.

Faſſen wir nun die Verſuche mit der Torſionswage, wie ſie jetzt beſchrieben
wurden, zuſammen und bedenken wir noch, daß bei einer elektriſirten Kugel die
von allen Punkten ihrer Oberfläche gleichförmig ausgeübten Kräfte in ihrem Mittel-
punkte vereinigt angenommen werden können, ſo ergiebt ſich folgendes Geſetz:
Zwei elektriſirte Punkte ziehen ſich an oder ſtoßen ſich ab, propor-
tional dem Producte der auf beiden vorhandenen Elektricitätsmengen
und umgekehrt proportional dem Quadrate ihres Abſtandes.

Meſſung der Elektricität

Die Meſſung der Elektricitätsmengen, welche die Körper beſitzen, kann in
zweierlei Weiſe erfolgen; entweder man beſtimmt blos das Verhältniß der Elek-
tricitätsmengen zweier oder mehrerer Körper zueinander, oder man drückt die Elek-

tricitätsmenge durch ein abſolutes Maß
aus. Zu Meſſungen der erſten Art
kann wieder die Torſionswage dienen
und hat die Ausführung der Meſſung,
nachdem wir das Geſetz über die Ein-
wirkung elektriſirter Körper aufeinander
kennen, keine Schwierigkeit mehr. Man
ladet die Standkugel in zwei auf-
einanderfolgenden Verſuchen mit den
beiden zu vergleichenden Elektricitäten
und bekommt dann aus den Größen
für die Torſionskräfte, die in der
vorhin angegebenen Weiſe beſtimmt
werden, das Verhältniß beider Elektri-
citätsmengen zueinander.

Um Elektricitätsmengen im ab-
ſoluten Maße zu meſſen, muß man
zunächſt eine Einheit feſtſtellen. Solche
werden von verſchiedenen Forſchern
angegeben. Weber ſchlägt in Ueber-
einſtimmung mit dem magnetiſchen
Maße jene Elektricitätsmenge als Ein-
heit vor, welche, auf einer kleinen Kugel
vertheilt, eine andere genau gleiche und
mit der gleichnamigen und gleich großen
Elektricitätsmenge geladene Kugel, die
von der erſten 1 Millimeter entfernt
iſt (von Mittelpunkt zu Mittelpunkt
gerechnet), mit einer Kraft abſtößt,
welche der Maſſe von 1 Milligramm
in einer Secunde die Geſchwindigkeit
von 1 Millimeter ertheilt.

Die Torſionswage kann nur dann,
wenigſtens unmittelbar, zu Meſſungen
verwendet werden, wenn es ſich nicht
um gar zu geringe Größen handelt.
Zur Meſſung dieſer bedient man ſich beſſer der von Dellmann und Kohlrauſch
angegebenen empfindlicheren Inſtrumente oder, wenn äußerſte Empfindlichkeit ge-
fordert wird, des Quadrauten-Elektrometers von Thomſon.

Dellmann’s Meßapparat iſt der Hauptſache nach eine Torſionswage, die
aber durch einige Abänderungen gegenüber der gewöhnlichen Torſionswage bedeutend
empfindlicher gemacht wurde. Zunächſt ſind ſchon Wagebalken und Aufhängeart
anders; Dellmann verwendet nämlich an Stelle des Wagebalkens aus Schellack
[77] einen ſolchen aus Metall und an Stelle des Drahtes zu deſſen Aufhängung einen
Glasfaden. Die Standkugel wird aber durch eine ganz eigenartige Einrichtung
erſetzt. Dieſe beſteht aus einem horizontal aufgeſtellten Metallbügel, gegen welchen
ſich der Wagebalken ſo anlegen kann, daß die eine Hälfte desſelben die eine Seite
und die andere Hälfte desſelben die andere Seite des Bügels berührt. Daß dieſe
Einrichtung die Empfindlichkeit der Torſionswage bedeutend vermehrt, iſt begreiflich,
denn wenn man nun Wagebalken und Bügel gleichnamig elektriſirt, ſo ſtoßen ſich
beide in ihrer ganzen Länge ab, während bei der gewöhnlichen Torſionswage die
Abſtoßung nur zwiſchen zwei Kugeln geringen Durchmeſſers ſtattfindet.

Die Form, welche das Inſtrument von Kohlrauſch bekam, iſt in Fig. 38
abgebildet. Der Bügel a a iſt aus Silber angefertigt und durch Schellackfüßchen b b
feſtgekittet. Der Wagebalken, gleichfalls aus Silber, hängt an dem Glasfaden i ſo
in den Ausſchnitt von a a hinein, daß er ſich in Folge der Biegungen des
Bügels zu beiden Seiten an denſelben anlegen kann. Der Spiraldraht unterhalb
des Wagebalkens dient zur Zuleitung der
Elektricität. Die Meſſungen ſelbſt werden mit
dieſem Inſtrumente in ganz ähnlicher Art
ausgeführt wie bei der gewöhnlichen Tor-
ſionswage.

Kohlrauſch hat noch ein zweites Elek-
trometer (Sinus-Elektrometer) angegeben, bei
welchem die der elektriſchen Abſtoßung ent-
gegenwirkende Kraft in der Richtkraft des
Erdmagnetismus, ausgeübt auf eine Magnet-
nadel, beſteht. Wenngleich dieſes und das
vorerwähnte Inſtrument bedeutend empfind-
licher ſind als die gewöhnliche Torſionswage,
und namentlich das Sinus-Elektrometer von
Kohlrauſch ganz bequem iſt, ſobald es ſich
darum handelt, eine größere Anzahl von
Meſſungen raſch hintereinander auszuführen,
ſo verſagen doch auch dieſe Apparate bei

exacten Meſſungen ſehr ſchwacher Elektricitäten ihren Dienſt und dann muß an deren
Stelle Thomſon’s Quadranten-[Elektrometer] treten.

Das Quadranten-Elektrometer von Thomſon beruht dem Principe
nach darauf, daß ein conſtant elektriſirter Körper auf einen mit der zu unter-
ſuchenden Elektricität geladenen zweiten Körper einwirkt und dieſen zu drehen ſucht,
oder daß der zweite Körper feſtſteht und den erſten zu drehen ſucht. Auf Grundlage
dieſes Principes hat Thomſon eine größere Anzahl von Meßapparaten conſtruirt,
deren einer, und zwar jener, welcher die größte Verbreitung erlangte, nachſtehend
beſchrieben werden ſoll.

Der charakteriſtiſche Beſtandtheil desſelben, die Quadranten mit der Nadel,
ſind in Fig. 39 getrennt abgebildet, während Fig. 40 eine perſpectiviſche
Anſicht des ganzen Elektrometers giebt. Die vier Quadranten zuſammengenommen
bilden eine flache cylindriſche Büchſe (Fig. 39), die durch zwei aufeinander ſenk-
recht geführte Schnitte in die vier Theile oder Quadranten A, B, C, D getheilt iſt.
Das Material der Quadranten iſt Meſſingblech. Je zwei einander gegenüberliegende
Quadranten ſind durch Drähte leitend miteinander verbunden, und ſämmtliche
[78] Quadranten nach innen zu ſo ausgeſchnitten, daß ihre inneren Begrenzungen einen
zum Umfange des ganzen Cylinders concentriſchen Kreis bilden. Innerhalb der
vier Quadranten ſchwebt, an einem feinen Platindrahte aufgehängt, die Nadel C
von der aus der Figur erſichtlichen eigenthümlichen (lemniskatiſchen) Form. Dieſe
Nadel iſt aus Aluminiumblech gefertigt.

Der Platindraht, an welchem die Nadel hängt, iſt nach unten verlängert und
trägt an ſeinem unteren Ende ein kleines Platingewichtchen; oberhalb der Nadel,
bei t, ſind an dem Platindrahte ein kleiner Hohlſpiegel und ein Magnetſtäbchen

befeſtigt, und das Ganze, nämlich
Platindraht, Spiegel, Magnet
und Nadel, ſammt dem herab-
hängenden Drahte mit dem Ge-
wichtchen hängt an einem Cocon-
faden. Die ganze Vorrichtung
umgiebt ein unten abgerundeter
Glascylinder, der in einem feſten
Geſtelle ſo gehalten wird, daß
ſein oberer Rand in eine hori-
zontale Ebene fällt. Der Glas-
cylinder ſelbſt iſt außen und
innen bis nahe an ſeinen oberen
Rand mit Stanniol belegt, ſo
daß er, wie wir ſpäter ſehen
werden, eine Kleiſt’ſche Flaſche
bildet. Er enthält in ſeinem
unteren Theile concentrirte
Schwefelſäure, welche den dop-
pelten Zweck erfüllt, die Luft
innerhalb des Elektroſkopes trocken
zu erhalten und die Nadel mit
der inneren Belegung der Flaſche
in leitende Verbindung zu ſetzen.
Nach oben zu iſt der Glas-
cylinder durch einen Metalldeckel
abgeſchloſſen, an welchem durch
Glasſtäbe die Quadranten (a b,
Fig. 40) befeſtigt ſind. Die
Zuleitung der Elektricität zu
den Quadranten a und b erfolgt durch die von den übrigen Theilen des Elek-
trometers wohl iſolirten Elektroden 1 und m; die Enden der von dieſen Elek-
troden zu den beiden Quadranten führenden Drähte ſind in der Figur als zwei
Spiralen ſichtbar.

Setzt man die äußere Belegung des Glascylinders mit der Erde in leitende
Verbindung und theilt der inneren Belegung Elektricität mit, ſo bleibt die Ladung
des Inſtrumentes (der Flaſche) und ſomit auch der Nadel, die durch Vermittlung
der Schwefelſäure und des Platindrahtes geladen wird, lange Zeit hindurch con-
ſtant. Die Quadranten erhalten ihre elektriſche Ladung, wie bereits angedeutet,
durch die Elektroden 1 oder m; gewöhnlich ſetzt man eine der Elektroden mit der
[79] Erde in leitende Verbindung, die andere mit der zu prüfenden Elektricitätsquelle.
In Folge der früher angegebenen Verbindung je zweier einander gegenüberlie-
gender Quadranten iſt dann ein Paar geladen, das andere aber unelektriſch.

Die Ruhelage der Nadel, d. h. jene Lage, welche ſie einnimmt, ſo lange
ſämmtliche Quadranten unelektriſch ſind, iſt aus Fig. 39 erſichtlich; ſie iſt derart,
daß die Nadel durch einen der die Quadranten trennenden Schnitte genau in zwei
gleiche Hälften getheilt wird. Die Nadel wird in dieſer Lage gehalten durch Ein-
wirkung des außerhalb des Glascylinders angebrachten und am Geſtelle befeſtigten
Magnetes (Fig. 40) auf die kleine Magnetnadel bei t.

Die Meſſungen mit dem eben beſchriebenen Elektrometer werden in folgender
Art vorgenommen. Zunächſt theilt man der inneren Belegung des Glascylinders
eine gewiſſe Menge Elektricität durch die Elektrode p mit, welche mit dieſer Be-
legung in leitender Verbindung ſteht. Die Ladung, welche die innere Belegung auf
dieſe Weiſe erhält, bleibt längere Zeit conſtant und theilt ſich auch der Aluminium-
nadel mit, indem ſie durch die Schwefelſäure und den Platindraht, der bis nahe
an die Oberfläche der letzteren durch einen Cylinder W geſchützt iſt, geleitet wird.
Die Aluminiumnadel bleibt vorläufig in ihrer Lage unverändert erhalten, da ſie zu
den unelektriſchen Quadranten vollkommen ſymmetriſch ſchwebt. Setzt man nun
aber eine der Elektroden l oder m mit der zu prüfenden Elektricitätsquelle in Ver-
bindung, ſo werden zwei einander gegenüberliegende Quadranten geladen; nehmen
wir an, es ſeien dies die Quadranten A und C (Fig. 39), die durch einen Draht
untereinander verbunden ſind. Jetzt iſt das Gleichgewicht der Nadel natürlich
geſtört und dieſe wird ſich je nach der Art ihrer Ladung drehen. Iſt die Nadel
poſitiv elektriſch und ſind auch die beiden Quadranten A und C poſitiv elektriſch,
ſo wird der Quadrant A die eine Hälfte (in der Figur die rückwärtige) der Nadel
gegen den Quadranten B, die andere (vordere) Hälfte der Nadel gegen den Qua-
dranten D zu drehen ſuchen. Ein Blick auf die Figur lehrt, daß dieſe beiden
Drehungen ſich unterſtützen und daß ſich daher die Nadel nach einer Richtung
(Richtung des Zeigers einer Uhr) drehen wird. Die Stärke der Abſtoßung iſt aber,
wie wir gehört haben, direct proportional dem Producte der Elektricitätsmengen der
ſich abſtoßenden Körper, ſomit kann ſie durch die Größe der Nadelablenkung be-
ſtimmt werden. Dies gilt bei dem Thomſon’ſchen Elektrometer allerdings nur ſo lange,
als die Ablenkung eine ſehr geringe iſt, denn bei einer größeren Ablenkung der Nadel
wird auch ihre Stellung zu der auf den Quadranten vorhandenen Elektricitätsmenge
verändert. Das Inſtrument iſt deshalb nur zur Meſſung ſehr ſchwacher Kräfte geeignet,
wird aber deſto genauere Reſultate geben, je kleiner die zu meſſenden Kräfte ſind. Der
Ablenkung der Nadel durch die elektriſche Abſtoßungskraft wirkt die Anziehungs-
kraft des außerhalb des Elektroſkopes angebrachten Magnetes auf die Magnetnadel
bei t entgegen, und das ganze Syſtem iſt dann im Gleichgewichte, wenn die magne-
tiſche Richtkraft und die elektriſche Abſtoßungskraft einander gleich groß ſind.

Man beobachtet dieſe Gleichgewichtslage mit Hilfe des bei t angebrachten
Spiegels. Dieſer wirft das Bild eines hellen Spaltes, eine feine Lichtlinie, auf
eine horizontal aufgeſtellte Scala und das Wandern dieſer Linie auf der Scala
ermöglicht die Beſtimmung des Ablenkungswinkels. Das Quadranten-Elektrometer von
Thomſon übertrifft an Genauigkeit alle übrigen Inſtrumente, ſo lange es ſich, wie
bereits erwähnt, um die Meſſung ſchwacher Kräfte handelt; daraus erſieht man aber
auch, daß durch die Anwendung dieſes Elektrometers jene der anderen Inſtrumente
durchaus nicht wegfallen kann, daß vielmehr jedes für beſtimmte Meſſung zu benutzen iſt.

Elektricitätsverluſt mit der Zeit.

Theilt man in der Coulomb’ſchen Drehwage der Kugel des Wagebalkens und
der Standkugel eine gewiſſe Menge Elektricität mit, ſo ſtoßen ſich beide Kugeln
ab und die neue Gleichgewichtsſtellung des Wagebalkens bildet mit ſeiner urſprüng-
lichen Ruhelage einen beſtimmten Winkel. Ueberläßt man in dieſem Zuſtande die
Torſionswage ſich ſelbſt, ſo wird der Winkel nach und nach kleiner, was offenbar
nur daher rühren kann, daß die abſtoßende Kraft ſich vermindert, da die Torſion
des Aufhängedrahtes der Nadel nicht geändert wurde. Die Abnahme der abſtoßenden
Kraft kann jedoch nur von einem Verluſte an elektriſcher Ladung herrühren. Wo-
durch kann nun dieſer eintreten? Die Kugeln ſind bis auf jene Stellen, an welchen
ſie auf ihre Träger befeſtigt ſind, von Luft umgeben, müſſen alſo einen Theil ihrer
Elektricität entweder an die Luft oder an den Träger oder endlich an beide ab-
geben. Eingehende Unterſuchungen hierüber beſtätigten, daß der letzterwähnte Fall
wirklich eintritt. Man nennt jenen Verluſt an Elektricität, welchen ein Körper
mit der Zeit durch Abgabe an die Luft verliert, Zerſtreuung, den Verluſt jedoch,
der durch die den Körper unterſtützenden Iſolatoren herbeigeführt wird, den
Stützenverluſt.

Die Zerſtreuung erklärt man ſich in der Art, daß man annimmt, der elek-
triſche Körper ziehe die Lufttheilchen an, theile ihnen Elektricität mit und ſtoße ſie
dann wieder ab. Durch dieſe Abgabe von Elektricität an die Lufttheilchen wird
natürlich die Menge der auf einem Körper urſprünglich vorhandenen Elektricität
vermindert.

Der Stützenverluſt rührt daher, daß es eben, wie auch bei Beſprechung
der Leitungsfähigkeit verſchiedener Körper ſchon erwähnt wurde, keine abſoluten
Iſolatoren oder Nichtleiter giebt. Die Elektricität breitet ſich eben vom Körper
aus auf den ihn ſtützenden Iſolator eine gewiſſe Strecke weit aus. Steht dann
der Iſolator innerhalb dieſer Strecke mit einem leitenden Körper in Ver-
bindung, ſo findet durch dieſen ein Abfließen von Elektricität ſtatt. Die Größe
der Ausbreitung der Elektricität auf dem iſolirenden Träger hängt von der Menge
der auf dem elektriſirten Körper angehäuften Elektricität ab, und die Menge der
Elektricität auf der iſolirenden Stütze nimmt mit der Entfernung von dem elek-
triſchen Körper ab, ſo daß ſie den Iſolator gewiſſermaßen mit einer Schichte über-
zieht, die gegen den elektriſchen Körper zu immer dicker wird. Nach der entgegen-
geſetzten Richtung hin, alſo vom elektriſchen Körper weg, wird die Schichte immer
dünner und in beſtimmter Entfernung gleich Null.^*) Setzt ſich der iſolirende Träger
über dieſen Nullpunkt noch hinaus fort, ſo verliert der elektriſirte Körper außer der
angegebenen Schichte weiter keine Elektricität. Iſt aber z. B. der Iſolator mit
einer Schichte von Staub und Feuchtigkeit bedeckt, ſo daß dieſe Bedeckung in die
elektriſche Schichte hineinreicht, ſo findet dann auch noch durch dieſe leitende Be-
deckung eine Ableitung ſtatt. Um die Entſtehung einer ſolchen leitenden Bedeckung
hintanzuhalten, überzieht man iſolirende Glasfüße mit einem dünnen Schellack-
überzuge, der weniger hygroſkopiſch iſt (weniger Feuchtigkeit an ſeiner Oberfläche
verdichtet) als das Glas. Der Schellacküberzug hat aber den Uebelſtand, daß
Staubtheilchen leichter an ihm haften und dieſe durch Abwiſchen ſchwierig zu ent-
[81] fernen ſind, ja durch das Abwiſchen ſogar neuerdings Fädchen dazugebracht werden.
In dieſem Falle ſchlägt ſich dann die Feuchtigkeit noch mehr nieder und deshalb
ſind blanke Glasfüße vorzuziehen, deren Oberfläche man vor dem Gebrauche des
betreffenden Apparates gut reinigt.

In neuerer Zeit wird auch Hartgummi häufig zu iſolirenden Stützen oder
Theilen verwendet und bewährt ſich wenigſtens anfangs ganz gut. Doch darf auf
ſeine Iſolirungsfähigkeit auch nicht gar zu ſicher vertraut werden, da der in ihm
enthaltene Schwefel ſich im Verlaufe der Zeit mit Sauerſtoff verbindet und dieſe
Säureproducte unter Umſtänden die Iſolationsfähigkeit des Hartgummi ganz erheblich
vermindern können.

Bezüglich des Elektricitätsverluſtes durch Zerſtreuung iſt noch zu bemerken,
daß die Größe dieſes Verluſtes ſich mit dem Feuchtigkeitsgrade der Luft ändert,
und zwar größer wird mit der Zunahme der Feuchtigkeit. Ferner iſt die Zer-
ſtreuung auch verſchieden, wenn der elektriſirte Körper ſich in verſchiedenen Gaſen
befindet.

Elektricität durch Influenz oder Vertheilung.

Berührt man die Hollundermarkkugeln eines Doppelpendels mit einem elek-
triſirten Körper, ſo theilt dieſer den beiden Kugeln gleichnamige Elektricität mit,
und die Pendel divergiren in Folge der aufeinander ausgeübten Abſtoßung. Die
Kugeln ſtoßen ſich aber auch dann ab, wenn man den Verſuch in der Weiſe
abändert, daß man ſie mit dem elektriſirten Körper, alſo z. B. mit einer geriebenen
Siegellackſtange nicht berührt, ſondern letztere nur den beiden Kugeln nähert.
Dieſe werden alſo ſchon dadurch elektriſch, daß ſie in die Nähe eines elektriſirten
Körpers gelangen. Hierbei zeigen ſich die beiden Kugeln poſitiv elektriſch, wenn
man ihnen die negativ elektriſche Siegellackſtange nähert, und negativ elektriſch,
wenn man eine poſitiv elektriſche Glasſtange in ihre Nähe bringt.

In ebenſo anſchaulicher als bequemer Weiſe laſſen ſich dieſe Erſcheinungen
mit dem von Rieß angegebenen Vertheilungs-Apparate (Fig. 41) zeigen. An einem
Stativ f ſind drei horizontale Träger, die mit Ausnahme der Anſätze an ihren
beiden Enden aus Glasſtäben beſtehen, verſtellbar befeſtigt. Der oberſte Träger
hält einen Meſſingſtab oder hohlen, an beiden Enden abgerundeten Meſſingcylinder,
welcher an mehreren Stellen mit Hollundermarkkügelchen verſehen iſt, die an feinen
Drähten hängen. Die mittlere Kugel iſt am Meſſingſtab verſtellbar und kann dem
einen oder dem anderen Ende des Stabes beliebig genähert werden. Der mittlere
Arm des Stativs trägt die Glasſcheibe d und der unterſte Arm die Meſſing-
kugel e. Gegen den Mittelpunkt dieſer Kugel iſt der Meſſingſtab a b gerichtet.

Die drei Arme werden ſo geſtellt, daß ſich Stab, Glasſcheibe und Kugel
übereinander befinden, jedoch zwiſchen Scheibe und Stab einerſeits und Scheibe
und Kugel andererſeits ein Zwiſchenraum befindet, d. h. alſo, daß ſich dieſe drei
Körper an keiner Stelle berühren. Theilt man nun der Kugel e Elektricität mit,
ſo wird im ſelben Augenblicke auch der Stab a b elektriſch. Der elektriſche Zuſtand
des Stabes verräth ſich durch Abſtoßen der Hollundermarkkugeln.

Da nun die Kugel e den Stab a b an keiner Stelle berührt, vielmehr noch
durch die Glasſcheibe d von ihm getrennt iſt, kann der Stab ſeinen elektriſchen
Zuſtand nicht einer Mittheilung von Elektricität durch die Kugel verdanken, ſondern
es muß vielmehr die bloße Nähe der elektriſchen Kugel auf den Stab a b gewirkt
Urbanitzky: Elektricität. 6
[82] haben. Dieſe Art der Elektricitätserregung nennt man Erregung durch Influenz
oder durch Vertheilung, und die auf dem Stabe erregte Elektricität dementſprechend
Influenz- oder Vertheilungs-Elektricität.

Bei obigem Verſuche beobachtet man aber auch, daß der Stab a b nicht an allen
Stellen gleich ſtark elektriſch geworden iſt, denn, indes die Pendel bei a und b
eine ſtarke Abſtoßung zeigen, wird das Pendel nahe der Mitte des Stabes faſt
gar nicht abgeſtoßen. Bewegt man dieſes Pendel dem Stab entlang, ſo kommt
man zu einer Stelle, wo die Abſtoßung wirklich gleich Null iſt. Daraus folgt
aber, daß der Stab an dieſer Stelle unelektriſch iſt, während die Elektricität an
den beiden Enden bei a und b ihre größte Dichte beſitzt. Unterſucht man ferner
nach einer der früher angegebenen Methoden die Art der Elektricität auf dem Stabe,

ſo findet man jene bei a der bei b
entgegengeſetzt und jene bei a entgegen-
geſetzt jener auf der Kugel e.

Man theilt z. B. der Kugel e
poſitive Elektricität mit und nähert nun
der Hollundermarkkugel bei a eine ge-
riebene Siegellackſtange; dieſe wird die
Hollundermarkkugel abſtoßen, während
eine geriebene Glasſtange dieſelbe an-
zieht. Das Ende des Meſſingſtabes
bei a iſt deshalb negativ elektriſch.
Nähert man jedoch der Hollunder-
markkugel bei b eine Siegellackſtange,
ſo zieht dieſe die Kugel an, während
eine geriebene Glasſtange ſie abſtößt;
daher iſt das obere Ende des Meſſing-
ſtabes poſitiv elektriſch. Durch Ver-
ſchieben der mittleren Hollundermark-
kugel erreicht man, wie bereits erwähnt,
eine Stelle des Meſſingcylinders, die
ſich ganz unelektriſch erweiſt und nahezu
in der Mitte des Stabes, jedoch näher
der Meſſingkugel e zu liegt. Man
nennt dieſe Stelle Mittellinie oder
Indifferenzzone.

Ladet man die Kugel e mit negativer Elektricität, ſo treten im Stabe a b
ganz gleiche Erſcheinungen auf, nur folgen ſie in umgekehrter Ordnung: das Ende
bei a wird poſitiv elektriſch, dann folgt wieder die Indifferenzzone, und das Ende
bei b iſt negativ elektriſch. Die Influenz-Elektricität tritt in jedem Körper auf,
welcher der Kugel genähert wird, und zwar immer derart, daß an jener Stelle
des Körpers, welche ſich der Kugel am nächſten befindet, Elektricität entgegen-
geſetzter Art, und an jener Stelle, welche von der Kugel am weiteſten entfernt iſt,
Elektricität gleicher Art erſcheint. Die Kugel kann hierbei auch durch irgend einen
anderen elektriſirten Körper erſetzt werden.

Entfernt man den influenzirenden Körper von dem influenzirten oder entladet
man den influenzirenden Körper, ſo wird jedoch in beiden Fällen der elektriſche
Zuſtand des influenzirten Körpers aufgehoben. Daraus ergiebt ſich aber, daß die
[83] beiden Influenz-Elektricitäten in gleicher Menge entſtehen müſſen, da, ſo lange der
influenzirende Körper in der Nähe iſt, beide getrennt erhalten werden; ſobald aber
der letztere entfernt wird, ſich beide als gleich groß und entgegengeſetzt vereinigen
und gegenſeitig aufheben. Der influenzirende Körper zieht nämlich die ihm ungleich-
namige Elektricität des genäherten Leiters an, ſtößt die ihm gleichnamige Elek-
tricität ab und trennt in dieſer Weiſe beide Elektricitäten, die ſich aber, ſobald der
influenzirende Körper entfernt wird, wieder vereinigen, weil die ſie trennende Kraft
zu wirken aufgehört hat. Um die beiden Influenz-Elektricitäten zu unterſcheiden,
nennt man die mit der Elektricität des influenzirenden Körpers ungleichnamige
(alſo von ihm angezogene) Influenz-Elektricität erſter Art und die gleich-
namige (alſo abgeſtoßene) Influenz-Elektricität zweiter Art.

Wenngleich nach Obigem der influenzirte Körper nur ſo lange elektriſch
bleibt, als der influenzirende Körper ſich in ſeiner Nähe befindet, ſo giebt es doch
ein Mittel, den influenzirten Körper dauernd zu laden; dieſes Mittel beſteht einfach
darin, daß man die beiden getrennten Influenz-Elektricitäten verhindert, ſich wieder
zu vereinigen. In einfachſter Art läßt ſich dies bewerkſtelligen, wenn man den Stab
oder Cylinder a b des Vertheilungs-Apparates aus zwei Theilen zuſammenſetzt.
Die Influenz-Elektricität erſter Art befindet ſich dann auf der unteren Hälfte, die
Influenz-Elektricität zweiter Art auf der oberen Hälfte des Stabes; trennt man
dann beide Hälften voneinander, ſo kann man die influenzirende Metallkugel ent-
fernen oder entladen, ohne daß die beiden Stabhälften ihre Elektricität verlieren.
Dabei iſt nur vorausgeſetzt, daß die Stabhälften von ihrer Umgebung gut iſolirt
ſind. Statt den Stab in zwei Stücke zu theilen, kann man natürlich auch an dem
Ende des Stabes bei a oder bei b einen zweiten Stab anbringen, der mit dem
erſten in Berührung ſteht und nach der Influenzirung von ihm wieder getrennt
wird. In jedem Falle bleibt auf jenem Theile des Geſammtleiters, welcher der
Kugel am nächſten ſtand, Influenz-Elektricität erſter Art zurück, während der ent-
ferntere Theil Influenz-Elektricität zweiter Art behält.

Die Erhaltung der Influenz-Elektricität nach Entfernung des influenzirenden
Körpers gelingt aber auch noch auf eine zweite, ſcheinbar andere Art. Nur erhält
man bei dieſem Verfahren blos Influenz-Elektricität erſter Art. Man verbindet zu
dieſem Behufe den Meſſingſtab oder Cylinder a b an irgend einer Stelle leitend
mit der Erde und hebt nach der Influenzirung die Verbindung wieder auf,
noch bevor der influenzirende Körper enfernt wird. Der Vorgang iſt hierbei
derſelbe wie früher; die influenzirende Kugel zieht Influenz-Elektricität erſter
Art an und hält ſie feſt, während die Influenz-Elektricität zweiter Art ab-
geſtoßen und in den entfernteſten Theil des Leiters zurückgedrängt wird. Da
nun aber die Erde mit dem Leiter in Verbindung ſteht, ſo gehört ſie zu dieſem
und die Wirkung der Influenz muß ſich auch auf ſie erſtrecken. Die Influenz-
Elektricität zweiter Art wird daher vom Meſſingcylinder weg auf die Erde gedrängt,
wo ſie ſich ausbreitet und natürlich nicht mehr nachweisbar iſt. Wird alsdann die
Verbindung zwiſchen Erde und Meſſingcylinder aufgehoben, ſo muß dies dieſelbe
Wirkung ergeben, wie im vorhergehenden Verſuche die Trennung beider Meſſing-
cylinder oder Cylinderhälften.

Man erhält aber nur eine Art Elektricität, nämlich Influenz-Elektricität
erſter Art, weil die Influenz-Elektricität zweiter Art zwar allerdings auch hervor-
gerufen wird, ſich aber auf einen ſo großen Leiter, nämlich die Erde, ausbreitet,
daß wir ſie nicht mehr nachzuweiſen im Stande ſind.

In welchem Zuſammenhange die Quantität der influenzirten Elektricität zur
influenzirenden ſteht, lehrt nachſtehender Verſuch. Man ſtellt zwei gleich große
Meſſingkugeln ſo nebeneinander, daß ſie ſich berühren, aber im Uebrigen iſolirt
ſind. Nun bringt man eine bedeutend größere elektriſche Kugel ſo in die Nähe der
beiden erſten, daß die Mittelpunkte ſämmtlicher Kugeln in einer Geraden liegen.
Man erhält dadurch auf der der großen Kugel näher ſtehenden kleinen Kugel
Influenz-Elektricität erſter Art, auf der weiter entfernten Influenz-Elektricität zweiter
Art. Man bringt nun eine dieſer Kugeln, alſo z. B. die mit Influenz-Elektricität
erſter Art geladene, in die Torſionswage und mißt ihre Ladung. Dann bringt man
dieſe Kugel wieder an ihren Platz zurück und berührt die große influenzirende
Kugel mit einer ihr genau gleich großen Kugel. Dadurch wird die Ladung der
influenzirenden Kugel, wie wir bereits wiſſen, auf die Hälfte herabgebracht. Man
läßt nun dieſe halbe Ladung influenzirend auf die beiden kleinen Kugeln wirken und
bringt die Kugel mit Influenz-Elektricität erſter Art abermals in die Torſionswage;
hierbei ergiebt die Meſſung, vorausgeſetzt, daß der Elektricitätsverluſt mit der Zeit
mit in Betracht gezogen wurde, die halbe Menge Influenz-Elektricität gegenüber
der erſten Meſſung. Ein nochmaliges Berühren der influenzirenden Kugel mit der
ihr gleichen bringt dann die elektriſche Ladung der erſteren auf ein Viertel der
urſprünglichen herab, und die dann hervorgerufene Influenz-Elektricität iſt gleichfalls
ein Viertel der beim erſten Verſuche hervorgerufenen. Hieraus folgt das Geſetz:
Unter ſonſt gleichen Umſtänden iſt die Menge der Influenz-Elektri-
cität proportional der Menge der erregenden Elektricität.

Aepinus rieb das Ende einer unelektriſchen Glasröhre mit einer elektriſchen
und fand dabei, daß jene an der geriebenen Stelle Elektricität derſelben Art an-
nahm, wie ſie die elektriſche Glasröhre beſaß. Er beobachtete aber auch, daß ſich
neben dieſer durch Mittheilung elektriſirten Stelle eine zweite elektriſche Stelle fand,
die Elektricität entgegengeſetzter Art beſaß und nach dieſer noch eine dritte Stelle
mit gleichnamiger Elektricität. Die beiden letzten Stellen der Röhre mußten alſo
ihre elektriſchen Zuſtände der vertheilenden Wirkung der durch Mittheilung elek-
triſirten Stelle verdanken. Es war ſomit ſchon durch dieſen Verſuch nachgewieſen,
daß die Influenzwirkung elektriſcher Körper ſich nicht nur auf Leiter erſtreckt, von
welchen bisher nur geſprochen wurde, ſondern ſich auch auf Iſolatoren geltend
macht.

Die Erregung von Influenz-Elektricität auf Iſolatoren kann auch mit dem
Vertheilungs-Apparate von Rieß nachgewieſen werden. Man erſetzt dann zu dieſem
Zwecke den Meſſingcylinder a b durch einen ſolchen von Schellack. Läßt man auf
dieſen die elektriſirte Kugel e wirken, ſo zeigt das der Kugel zugewandte Ende des
Schellack-Cylinders nach einiger Zeit Influenz-Elektricität erſter Art, alſo wenn
die Kugel poſitiv elektriſch iſt, negative Influenz-Elektricität. Bei der Influenzirung
von Iſolatoren zeigt ſich jedoch gegenüber jener bei Leitern ein Unterſchied, der
eben in dem verſchiedenen Leitungsvermögen begründet iſt. Bei Leitern tritt die
Influenzwirkung ſofort ein, ſobald die beiden Körper einander nahe kommen; bei
Iſolatoren hingegen braucht ſie eine gewiſſe Zeit, um ſich geltend zu machen.

Bei Influenzirung von Leitern hört auch die Wirkung ſofort auf oder ver-
einigen ſich die getrennten Elektricitäten wieder augenblicklich, ſobald der influen-
zirende Körper entfernt iſt. Iſolatoren bleiben hingegen nach der Influenzirung
elektriſch zurück; es hat dieſes Verhalten zweierlei Urſachen. Die durch die Influenz-
wirkung getrennten Elektricitäten können ſich der geringen Leitungsfähigkeit des
[85] Iſolators wegen nicht ſo ſchnell wieder vereinigen und die Influenz-Elektricität zweiter
Art wird raſcher zerſtreut, wie die erſte Art, weil letztere durch die Elektricität
des influenzirenden Körpers angezogen oder feſtgehalten wird, während ſich auf die
Influenz-Elektricität zweiter Art die Abſtoßung geltend macht.

Die Influenz erſtreckt ſich alſo auf alle Körper, Leiter wie auch Iſolatoren,
erregt immer beide Arten Elektricität gleichzeitig und in gleicher Menge und auch
in proportionaler Menge zu der influenzirenden Elektricität.

Cheorie der Influenz und daraus gezogene Folgerungen.

Verſuchen wir nun die Erſcheinungen, welche durch die Influenz hervor-
gerufen werden, zu erklären und dadurch das Weſen der Influenz ſelbſt kennen zu
lernen. Faſſen wir zunächſt das bisher Geſagte kurz zuſammen, ſo beſteht die
Wirkung der Influenz darin, daß ein elektriſcher Körper auf jeden ihm genäherten
unelektriſchen Körper derart einwirkt, daß dieſer beiderlei Elektricitäten zeigt. Hier-
bei werden dieſe in untereinander gleicher Menge und in ihrer Geſammtmenge
proportional der Elektricitätsmenge des influenzirenden Körpers erregt und der
influenzirende Körper verliert nichts an Elektricität. Werden influenzirender und
influenzirter Körper voneinander getrennt, ſo erſcheint letzterer unelektriſch, wenn
er ein Leiter, elektriſch, wenn er ein Iſolator iſt.

Aus der Thatſache, daß der Leiter durch bloße Annäherung an einen elek-
triſchen Körper gleichfalls elektriſch wird, ohne daß letzterer Elektricität verliert, bei
ſeiner Entfernung aber wieder unelektriſch erſcheint, folgt, daß beiderlei Elektricitäten
bereits vor der Influenzirung in dem Leiter vorhanden geweſen ſein müſſen. Daß ſie
aber vor der Influenzirung nicht beobachtet werden konnten, kann nur davon her-
rühren, daß ſie ſich in ihren Wirkungen nach außen gegenſeitig aufgehoben haben.
Hierfür ſpricht auch die Thatſache, daß durch Influenzwirkung immer beiderlei Elektri-
citäten in gleicher Menge erregt werden. In welcher Art und warum die Influenz-
wirkung auf Iſolatoren ſich anders zu äußern ſcheint wie auf Leiter, wurde bereits
erörtert.

Man ſtellt ſich daher den natürlichen Zuſtand der Körper ſo vor, daß man
annimmt, jeder Körper enthalte in allen ſeinen Theilen beiderlei Elek-
tricitäten in gleicher Menge und könne nach außen deshalb keine
Wirkung ausüben (ſich elektriſch zeigen), weil gleich ſtarke, aber ungleich-
namige Elektricitäten ſich neutraliſiren.

Die Erregung der Elektricität durch Influenz beſteht daher darin, daß der
elektriſche Körper die beiden Elektricitäten des ihm genäherten Körpers trennt, die
ihm gleichnamige Elektricität abſtößt und die ungleichnamige anzieht; letztere wird
daher an jener Stelle des genäherten Körpers auftreten, welche dem influenzirenden
Körper am nächſten iſt, erſtere an der entfernteſten Stelle.

Dieſe Erklärung der Influenzwirkung giebt uns auch die Möglichkeit an
die Hand, die elektriſchen Grunderſcheinungen überhaupt zu erklären. Betrachten wir
zunächſt das Verhalten elektriſcher und unelektriſcher Körper zueinander. Nach
obigen Auseinanderſetzungen muß jeder elektriſche Körper auf einen ihm genäherten
unelektriſchen Körper influenzirend einwirken, d. h. deſſen beide Elektricitäten trennen,
die negative Elektricität anziehen und die poſitive abſtoßen, wenn der elektriſche
Körper beiſpielsweiſe poſitiv elektriſch iſt. Nun treten drei Elektricitätsmengen in
gegenſeitige Wirkung: die poſitive des influenzirenden Körpers, die negative und
[86] die poſitive des influenzirten Körpers. Da aber die negative Influenz-Elektricität
dem poſitiv elektriſchen Körper näher iſt als die negative Influenz-Elektricität, ſo
wird die Anziehung zwiſchen den beiden erſtgenannten entgegengeſetzten Elektrici-
täten die Abſtoßung zwiſchen der poſitiven Elektricität des Körpers und der poſi-
tiven Influenz-Elektricität überwiegen und iſt der influenzirte Körper leicht genug,
ſo wird er von dem influenzirenden Körper angezogen werden.

Nun treten beide Körper miteinander in Berührung; jetzt gleichen ſich die
negative Influenz-Elektricität und eine gleich große Menge poſitiver Elektricität des
influenzirenden Körpers miteinander aus und es bleibt auf dem influenzirten Körper
nur mehr die Influenz-Elektricität zweiter Art, in unſerem Falle alſo die poſitive,
zurück. Der influenzirende Körper bleibt poſitiv elektriſch, hat aber an ſeiner Elek-
tricitätsmenge ſo viel verloren, als zur Neutraliſirung der negativen Influenz-
Elektricität erforderlich war. Es ſind alſo beide Körper poſitiv elektriſch und müſſen
ſich deshalb abſtoßen.

Mit dieſer Erklärung der Anziehung und Abſtoßung iſt aber auch gleichzeitig
die Mittheilung der Elektricität durch Leitung von einem zum anderen Körper
erklärt. Man erſieht daraus, daß auch die Elektricitätsleitung kein einfaches
Ueberfließen der Elektricität von einem zum andern Körper iſt, ſondern daß
vielmehr auch hier die Influenz zur Geltung kommt. An dem ſchließlichen
Reſultate wird dadurch allerdings nichts geändert; ein Theil der Elektricität
des einen Körpers neutraliſirt bei ſeiner Berührung mit dem zweiten Körper
einen gleich großen Theil entgegengeſetzter Influenz-Elektricität und macht dadurch
einen genau gleich großen Theil gleichnamiger Elektricität frei. Der erſte Körper
verliert ſomit eine eben ſo große Menge derſelben Art Elektricität als der zweite
Körper gewinnt, und dies konnte allerdings zu der Anſchauung Veranlaſſung geben,
als würde es ſich hierbei wirklich um ein Ueberfließen von einem zum andern
Körper handeln.

Daß ſich dieſe Vorgänge wirklich in der Weiſe abſpielen, kann auch durch
Experimente bewieſen werden. Leichte Körperchen, wie Papierſchnitzel, Federn und
dergleichen werden von einem elektriſirten Körper leichter angezogen, wenn ſie auf
einer leitenden Unterlage ruhen, als wenn ſie auf einem Iſolator liegen. Im
erſteren Falle kann nämlich die Influenz-Elektricität zweiter Art durch die Unter-
lage abfließen, es bleibt nur die Influenz-Elektricität erſter Art in den Körperchen;
dieſe als ungleichnamig mit der Elektricität des genäherten Körpers wird von
dieſer angezogen und erfährt keine Abſchwächung durch die gegenwirkende Kraft der
Influenz-Elektricität zweiter Art. Auch das Verhalten ſolcher Körper, welche über-
wiegende Längsdimenſionen haben, alſo z. B. Strohhalme, Fädchen u. ſ. w., ſpricht
für obige Auslegung. Derlei Körper ſtellen ſich nämlich, wenn ſie von einem elek-
triſirten Körper angezogen werden, immer derart, daß ihre Längsrichtung gegen
den Körper gerichtet iſt. In dieſer Lage kann nämlich die Influenz-Elektricität
erſter Art am weiteſten von der Influenz-Elektricität zweiter Art getrennt werden.

Die Behauptung, daß jeder Körper vor ſeiner Anziehung durch einen elek-
triſirten Körper gleichfalls elektriſirt wird und wir es daher überhaupt ausſchließlich
nur mit der Anziehung ungleichnamiger Elektricitäten zu thun haben, zieht die
Folgerung nach ſich, daß ein wirklich neutraler Körper von einem elektriſirten nicht
angezogen werden darf. Auch dies läßt ſich durch das Experiment entſcheiden, und
die Entſcheidung ſpricht gleichfalls zu Gunſten der Theorie. Das Experiment iſt
folgendes: Reibt man zwei Glasſcheiben heftig aneinander, ſo werden beide gleich
[87] ſtark, aber entgegengeſetzt elektriſch; man kann dies zeigen durch Verſuche mit dem
elektriſchen Pendel oder auf irgend eine andere Weiſe. Nun drückt man die beiden
Glasplatten mit ihren elektriſchen Flächen aneinander. Da das Glas ein Iſolator
iſt und die beiden Flächen ſich doch nur in verhältnißmäßig wenigen Punkten be-
rühren, findet kein Ausgleich der Elektricitäten ſtatt. Auch davon kann man ſich
überzeugen, indem man ſpäter die beiden Platten wieder trennt und auf ihren
elektriſchen Zuſtand neuerdings prüft. Hängt man aber ein Hollundermarkkügelchen
nahe an die zuſammengedrückten Glasplatten, und zwar in derſelben Höhe, in
welcher ſich ihre elektriſchen Flächen befinden, ſo üben ſie auf das Kügelchen gar
keine Wirkung aus. Die Elektricität der einen Platte und die gleich große, aber
entgegengeſetzte Elektricität der anderen Platte haben ſich alſo in ihrer Wirkung
nach außen wirklich neutraliſirt und zuſammen einen unelektriſchen Körper gegeben.

Auch das Verhalten zweier elektriſirter Körper gegeneinander iſt mit Zuhilfe-
nahme der Influenzerſcheinungen leicht einzuſehen. Hier ſind zunächſt zwei Fälle zu
unterſcheiden: die beiden Körper ſind gleichnamig elektriſch und die beiden Körper
ſind ungleichnamig elektriſch. Der erſte Fall iſt bereits erklärt bei jenem Stadium
der Anziehung, wo beide Körper zur Berührung gelangt ſind.¹⁾ Beim zweiten
Falle ſind wieder zwei Möglichkeiten gegeben: die beiden Körper beſitzen gleiche
Mengen Elektricität oder ihre Mengen ſind verſchieden.

Bringt man Körper, die ungleichnamige aber gleich große Mengen Elektricität
beſitzen, miteinander in Berührung, ſo vereinigen ſich beide Elektricitätsmengen,
neutraliſiren ſich und beide Körper werden in kürzerer oder längerer Zeit je nach
ihrer Leitungsfähigkeit unelektriſch.

Enthalten die beiden einander genäherten Körper ungleichnamige und ungleich
große Elektricitätsmengen, ſo ſind die gegenſeitigen Influenzwirkungen ebenfalls
ungleich groß; in Folge der Anziehung zur Berührung gebracht, heben ſich die
gleichen Mengen der ungleichnamigen Elektricitäten (ſowohl urſprüngliche als In-
fluenz-Elektricität) auf, immerhin bleibt aber noch ein Theil jener Elektricität übrig,
welche urſprünglich in größerer Menge vorhanden war, und dieſe Elektricität ver-
theilt ſich dann auf beide Körper, die ſich dann als gleichnamig elektriſch abſtoßen
werden.

Auch der Verſuch, bei welchem (Fig. 41, Seite 82) der Leiter a b mit
der Erde in Verbindung geſetzt wurde, läßt ſich nun einfach erklären. Im Leiter
a b wird durch die poſitiv elektriſche Kugel bei a negative und bei b poſitive
Elektricität influenzirt. Nähert man nun dem Leiter bei a einen zweiten Leiter, der
bedeutend größer iſt als a b, ſo wird die Kugel e natürlich auch auf dieſen
zweiten Leiter influenzirend einwirken; das gegen a gerichtete Ende iſt der Kugel e
am nächſten und erhält negative Elektricität. Dieſe wird jedoch kräftiger auf-
treten als die gleiche bei a, weil der zweite Leiter bedeutend größer iſt, und
[88] daher geſtattet, die beiden Elektricitäten viel weiter voneinander zu trennen. Nun
wirkt das negative Ende des zweiten Leiters influenzirend auf das negative Ende
des Leiters a b und erregt bei a poſitive Elektricität. Kommen jetzt beide Leiter
bei a zur Berührung, ſo wird dieſe poſitive Influenzelektricität durch einen Theil
der negativen Elektricität compenſirt und die negative Elektricität des Leiters a b
verſtärkt. Die poſitive Elektricität (Influenzelektricität zweiter Art) wird in das
entfernte Ende des zweiten großen Leiters abgeſtoßen. Iſt nun der zweite Leiter
unendlich groß, d. h. alſo, iſt der Leiter a b mit der Erde in Verbindung, ſo
wird die poſitive Elektricität in dieſe zurückgeſtoßen und verſchwindet für uns
wegen der Ausbreitung auf der ganzen Erdfläche. Der Leiter a b muß ſomit
ausſchließlich negativ elektriſch zurückbleiben.

Man glaubte früher, aus dem Umſtande, daß die Influenzelektricität erſter
Art nicht abgeleitet werden kann, dieſe als eine von der Reibungselektricität ver-
ſchiedene Elektricität auffaſſen zu müſſen und drückte dies mit der Bezeichnung
gebundene Elektricität aus. Man fand jedoch bald, daß hierfür kein zwin-
gender Grund vorliegt, daß vielmehr die Influenzelektricität ſich genau ebenſo
verhält, wie die Reibungselektricität. Die Nichtableitbarkeit der Influenzelektricität
erſter Art iſt nicht in ihrer eigenartigen Natur begründet, ſondern darin, daß ſie
durch eine gleich große, aber ungleichnamige Elektricitätsmenge in Folge der gegen-
ſeitigen Anziehung feſtgehalten wird. Sie wird ableitbar, ſobald die ſie feſſelnde
Kraft zu wirken aufhört. Die Influenzelektricität zeigt ſich aber auch in ihren
übrigen Eigenſchaften von der Reibungselektricität nicht verſchieden. Gleichnamige
Influenzelektricitäten ſtoßen ſich ab, ungleichnamige ziehen ſich an, wie ſchon das
Verhalten der Pendel am Vertheilungsapparate zeigt, und die Influenzelektricität iſt
auch im Stande, neuerdings influenzirend zu wirken, gerade ſo wie die Reibungs-
elektricität. Man hat deshalb die Bezeichnung „gebundene Elektricität“ aufgegeben
und nach einem Vorſchlage von Rieß die Ausdrücke Influenz-Elektricität erſter und
zweiter Art angenommen.

Die Potentialtheorie.

Sowohl Reibungs-Elektricität als auch Influenz-Elektricität werden, wie im
Vorhergehenden gezeigt wurde, in der Weiſe hervorgerufen, daß man die gleich
großen und gleichmäßig vertheilten Mengen poſitiver und negativer Elektricität
eines Körpers räumlich voneinander trennt. Bei der Elektricitäts-Erregung durch
Reibung iſt letztere die trennende Kraft, bei jener durch Influenz die Anziehungs-
und Abſtoßungskraft der Elektricität ſelbſt. Wir wollen nun die Wirkungsart der
letzteren etwas näher betrachten und zu dieſem Behufe den einfachſten Fall annehmen.
Es ſei, ohne die übrigen Körper des Weltraumes zu berückſichtigen, ein elektriſirter
Körper K und ein unendlich kleines elektriſches Theilchen t gegeben (Fig. 42).
Sind Körper und Theilchen gleichnamig elektriſch, ſo werden ſie ſich abſtoßen und
das Theilchen t, von welchem wir annehmen, daß es vollkommen frei beweglich ſei,
wird ſich von K immer weiter und weiter entfernen, alſo die Diſtanz zwiſchen ſich
und dem Körper in’s Unendliche vergrößern. Die Bewegung dieſes Theilchens wird
durch die von K ausgeübte Abſtoßungskraft bewirkt und dieſe leiſtet dadurch eine
beſtimmte Arbeit. Die Größe der Arbeit iſt hier, wie in jedem Falle, abhängig
von der Größe der Kraft, welche in Arbeit umgeſetzt wird, und von der Länge
des Weges, welchen das Theilchen t zurücklegt. Sie wird gemeſſen durch das
[89] Product von Kraft mal Weg, welchen das bewegte Theilchen in der Richtung der
Kraft zurückgelegt hat. Offenbar muß aber auch eine Arbeit geleiſtet werden, wenn
wir das Theilchen t aus der Unendlichkeit gegen den Körper K zurückführen wollen,
da hierbei die Abſtoßungskraft des Körpers K zu überwinden iſt. Dieſe Arbeit
hat ſtets eine ganz beſtimmte Größe, welche von der Entfernung des Theilchens t
vom Körper K in der Kraftrichtung des letzteren abhängen wird, da die Größe
der elektriſchen Kraft von der Entfernung abhängt. Es wird ſich daher die Größe
der Arbeit nicht ändern, wenn das Theilchen t ſtatt in der Kraftrichtung A C auf
dem Wege über B oder irgend welche andere Punkte nach C gebracht wird, da
nicht der Weg des Theilchens, ſondern nur die Entfernung desſelben in der
Kraftrichtung die Größe der Arbeit in jedem Momente und jeder Lage während
der Bewegung des Theilchens t gegen K beſtimmt. Was für die Bewegung des
Theilchens t nach A oder B gilt, hat für jeden beliebigen Punkt des Raumes,
welcher K umgiebt, Geltung. Es iſt für jeden dieſer Punkte ſtets eine für dieſen
ganz beſtimmte Arbeit nothwendig, um das Theilchen t aus der Unendlichkeit zu
dieſem Punkte zu bringen. Dieſe Arbeit, welche die elektriſchen Kräfte von K in
einem beſtimmten Punkte des Raumes leiſten, nennt man das Potential der
genannten Kräfte in dieſem Punkte oder mit anderen Worten: Man verſteht
unter dem Poten-
tiale eines beſtimm-
ten Punktes jene
Arbeit, welche er-
forderlich iſt, um die
elektriſche Kraftein-
heit (ein ſehr kleineselek-
triſches Theilchen) aus
unendlicher Entfer-
nung auf dieſen
Punkt zu bringen.

Da jeder Punkt, der ſich in beſtimmter Entfernung von dem elektriſchen
Körper befindet, auch ein beſtimmtes Potential beſitzt, ſo muß der Körper von
lauter concentriſchen Flächen gleichen Potentiales eingehüllt ſein, wenn man ſich
ſtets durch alle Punkte gleichen Potentiales Flächen gelegt denkt. Dieſe Flächen
gleichen Potentiales bezeichnet man mit dem Namen Niveauflächen. Auf dieſen
Flächen haben alſo alle Punkte das gleiche Potential, aber in den verſchiedenen
Flächen iſt auch das Potential ein verſchiedenes, und dieſes wird deſto kleiner, je
weiter die betreffende Niveaufläche von dem elektriſchen Körper abſteht. Die Geſtalt
der Niveauflächen iſt für jede Form des elektriſchen Körpers eine andere. Iſt z. B.
der Körper nach allen Richtungen ſymmetriſch, alſo beſitzt er die Form der Kugel
und befindet er ſich in einem vollkommen homogenen Medium, ſo werden auch die
Niveauflächen Kugelflächen ſein.

Von einem elektriſchen Körper werden dann gleichnamig elektriſche Theilchen
ſo abgeſtoßen, daß ſie von Niveauflächen hohen Potentiales zu Niveauflächen
immer niedriger werdenden Potentiales fortſchreiten. Jedes Theilchen wird unter
der ausſchließlichen Wirkung dieſes einen elektriſchen Körpers von einer zur nächſten
Niveaufläche auf dem kürzeſten Wege übergehen, alſo eine Bahn einſchlagen, die auf
beide Niveauflächen ſenkrecht ſteht, da dies der kürzeſte Weg iſt. Die Linien, welche
die abgeſtoßenen Theilchen beſchreiben, nennt man Kraftlinien. Dieſe ſind im
[90] Allgemeinen Curven, deren Geſtalt von der Form der Niveauflächen, ſomit auch
von jener des elektriſchen Körpers bedingt iſt. Folglich werden ſie gerade Linien
bilden, wenn der Körper die Kugelform beſitzt, und dann ſtrahlenförmig vom
Mittelpunkte der Kugel nach allen Richtungen hin ausgehen. Analoge Kraftlinien
haben wir bereits im Abſchnitte über Magnetismus kennen gelernt, für welchen
dieſe Betrachtungen eben ſo gut Anwendung finden können, wenn man an Stelle
der elektriſchen Kräfte magnetiſche ſetzt. Es ſind dies die Curven, in welchen ſich
feine Eiſenfeilſpäne über den Polen eines Hufeiſenmagnetes anordnen (Seite 44,
Fig. 20). In dieſem Falle iſt die Geſtalt der Curven oder der Verlauf der
Kraftlinien durch die Doppelwirkung zweier entgegengeſetzter magnetiſcher Pole be-
dingt. Die an der angegebenen Stelle abgebildeten magnetiſchen Curven zeigen uns
die magnetiſchen Kraftlinien natürlich nur in einer Ebene; in Wirklichkeit aber
verlaufen die Kraftlinien in ähnlicher Weiſe in allen durch die beiden Magnetpole
gelegten Ebenen. Der von dieſen Kraftlinien oder, wenn man will, der von den
darauf ſenkrecht ſtehenden Niveauflächen ausgefüllte Raum heißt ein magnetiſches
Feld. Kehren wir wieder zur Elektricität zurück, ſo brauchen wir, um ganz ana-
loge Verhältniſſe zu finden, blos die beiden Magnetpole durch zwei ungleichnamig
elektriſirte Körper zu erſetzen. Der von dieſen beherrſchte Raum heißt dann ein
elektriſches Feld. Wie ſich dieſe Verhältniſſe geſtalten, wenn nur ein magnetiſcher
Pol, beziehungsweiſe nur ein elektriſirter Körper vorhanden iſt, bedarf wohl keiner
beſonderen Erläuterung mehr. Eine Verſinnlichung der Kraftlinien, der Niveau-
flächen und des Feldes geſtattet die auf Seite 38 dargeſtellte Fig. 14.

Noch eines gegenwärtig häufig gebrauchten Ausdruckes haben wir zu gedenken,
bevor wir dieſe theoretiſchen Betrachtungen abſchließen; es iſt dies die Frage, was
man unter dem Potentialgefälle zu verſtehen habe. Zwei verſchiedene Niveau-
flächen beſitzen verſchiedene Potentiale; zwiſchen beiden muß daher eine Differenz
der Potentiale oder eine Potential-Differenz herrſchen. Betrachtet man nun
die Wirkung zwiſchen zwei ſehr nahe aneinander liegenden Niveauflächen oder
Potentiale, ſo nennt man dieſe das Potentialgefälle. An Stelle des Ausdruckes
Potentialgefälle kann man auch das Wort Spannung ſetzen.

Letzteres dürfte durch folgenden Vergleich vollkommen verſtändlich werden:
Von einem hochgelegenen Behälter fließt Waſſer in immer tiefer gelegene. In jedem
Behälter repräſentirt das Waſſer eine beſtimmte Arbeitskraft, die beim Ausfließen
des Waſſers durch Treiben eines Rades ꝛc. ausgenutzt werden kann. Es iſt an ſich
klar, daß das Waſſer des oberſten Behälters den größten, das des unterſten den
kleinſten Arbeitswerth darſtellt, da dasſelbe beim Ausfließen aus dem oberſten
Behälter die größte, beim Ausfließen aus dem unterſten Behälter die geringſte
Höhe durchfallen muß. Dieſe in der Reihe der Waſſerbehälter von oben nach unten
ſtets abnehmenden Druckhöhen des Waſſers ſtellen uns die Potentiale vor, der
Unterſchied der Höhen zweier Behälter ihre Potential-Differenz und die Aenderung
der Höhe während des Ueberfließens von Waſſer aus einem Behälter in den
nächſten das Potentialgefälle.

Sitz und Vertheilung der Elektricität.

Die Betrachtung der Niveauflächen lehrte, daß jedes frei bewegliche, poſitiv
elektriſche Theilchen ſich ſtets von Flächen hohen Potentiales zu ſolchen niedrigeren
Potentiales bewegt, und daß es dieſe Bewegung ſo lange fortſetzt, als es das
[91] Medium, in welchem es ſich bewegt, geſtattet. Aus dieſem theoretiſchen Satze läßt
ſich unmittelbar, d. h. ohne Zuhilfenahme eines Experimentes, ein Schluß auf den
Sitz der Elektricität in einem elektriſirten Körper ziehen. Theilt man nämlich einem
Körper, der ein Elektricitätsleiter iſt, eine gewiſſe Menge Elektricität mit, ſo ſtoßen
ſich die elektriſchen Theilchen gegenſeitig ab und müſſen ſich derart bewegen, daß ſie
ſtets von Stellen hohen Potentiales zu ſolchen niedrigeren Potentiales kommen. Die
Theilchen müſſen ſich daher möglichſt weit voneinander zu entfernen trachten und
ſich ſo lange fortbewegen, bis ihrer Fortbewegung ein Hinderniß in den Weg
kommt. Im Leiter ſelbſt bewegt ſich aber die Elektricität, wie wir wiſſen, ſehr
ſchnell und nach allen Richtungen hin, folglich kann jene Grenze, an welcher die
Theilchen auf einen Widerſtand ſtoßen, der ihre Fortbewegung hemmt, nur die
Oberfläche des Leiters bilden, weil dieſe von einem ſchlechten Leiter, der Luft,
umgeben iſt. Der Sitz der Elektricität auf einem iſolirten Leiter kann alſo nur auf
deſſen Oberfläche ſein. Die Oberfläche ſelbſt muß aber dann auch eine Fläche
gleichen Potentiales ſein, ſobald Gleichgewicht herrſchen ſoll; wäre dies nicht der
Fall, ſo müßte auf der Oberfläche eine Bewegung der Theilchen von Stellen
höheren zu Stellen niederen Potentiales eintreten, und dieſe Bewegung müßte doch
wieder mit der Herſtellung gleichen Potentiales auf der ganzen Oberfläche enden.
Wir haben alſo den Satz: Befindet ſich die Elektricität auf einem Leiter
im Gleichgewichte, ſo beſitzt jede Stelle des Leiters das gleiche Poten-
tial und der Sitz der Elektricität iſt nur an der Oberfläche des
Leiters.

Dieſes auf theoretiſchem Wege erſchloſſene Verhalten der Elektricität auf
Leitern läßt ſich aber auch experimentell nachweiſen und der in dieſer Art bei-
gebrachte Nachweis bildet gleichzeitig eine Stütze für die Richtigkeit der Theorie.
Der einfachſte Apparat, der dem in Rede ſtehenden Zwecke dienen kann, iſt in
Fig. 43 dargeſtellt. Eine Meſſingkugel A iſt durch eine Glasſäule und einen
hölzernen Fuß iſolirt aufgeſtellt. Ueber die Kugel A können zwei gleichfalls aus
Meſſing gefertigte Halbkugeln B und C derart geſtülpt werden, daß ſie die Kugel A
genau umſchließen. Die beiden Halbkugeln ſind mit iſolirenden Handgriffen verſehen.
Setzt man dieſe beiden Halbkugeln auf die Kugel A auf und elektriſirt das ganze
Syſtem, ſo erſcheint nach Wiederentfernung der Halbkugeln die Kugel A ganz
unelektriſch, während die Halbkugeln elektriſch bleiben. Der Verſuch kann auch in
der Weiſe angeſtellt werden, daß man zuerſt die Kugel A elektriſirt und dann die
beiden Halbkugeln aufſetzt: dieſe werden dann alsbald elektriſch und laſſen nach
ihrer neuerdings erfolgten Entfernung von der Kugel A letztere abermals unelek-
triſch zurück.

Man kann auch mit Hilfe der Torſionswage zeigen, daß der Sitz der
Elektricität nur an der Oberfläche der Körper iſt und daß die Maſſe keinen Ein-
fluß ausübt. Man bedient ſich hierzu zweier Kugeln von genau gleicher Größe,
deren eine maſſiv und in ihrer ganzen Maſſe aus gut leitendem Materiale (z. B.
Meſſing) verfertigt iſt, indes die zweite nur eine leitende Oberfläche beſitzt. Die
letzterwähnte Kugel kann alſo eine Meſſinghohlkugel oder eine vergoldete Holz- oder
Hollundermarkkugel ſein. Beide Kugeln müſſen aber dieſelbe Größe beſitzen, wie die
Standkugel der Torſionswage. Wird nun dieſe elektriſirt, während die Kugel des
Wagebalkens mit ihr in Berührung ſteht, ſo theilt ſie der letzteren gleichnamige
Elektricität mit, die beiden Kugeln ſtoßen ſich ab, und der Wagebalken ſchließt mit
ſeiner urſprünglichen Gleichgewichtslage einen gewiſſen Winkel ein. Berührt man
[92] hierauf die Standkugel mit der maſſiven Hohlkugel, ſo nimmt dieſe der Standkugel
die Hälfte ihrer Elektricität weg, und der Ausſchlagwinkel des Wagebalkens ver-
mindert ſich dementſprechend. Berührt man die Standkugel nicht mit der maſſiven,
ſondern mit der gleich großen Hohlkugel, ſo vermindert ſich der Ausſchlagwinkel
genau um denſelben Betrag.

Der experimentelle Nachweis für die Richtigkeit der zwiſchen Elektricität und
Körperoberfläche herrſchenden Beziehung wurde noch in mannigfacher Art geführt;
eines dieſer Experimente ſoll hier noch gedacht werden. Faraday ließ ſich ein großes
Holzgerüſte in Form eines Würfels herſtellen, verband die Kanten desſelben durch
Netze aus Kupferdraht und überklebte ſeine Flächen mit Papier und darüber mit
Stanniol. Die in ſolcher Weiſe verfertigte Kammer mit gut leitenden Wänden
wurde in einen großen Saal geſtellt, und Faraday begab ſich, mit einem empfind-
lichen Elektroſkope in der Hand, in das Innere der Kammer. Sodann ließ er
letztere ſo ſtark als möglich elektriſiren und unterſuchte mit Hilfe des Elektroſkopes
den elektriſchen Zuſtand im Innenraume. Es gelang ihm an keiner Stelle auch

nur eine Spur von Elektrici-
tät nachzuweiſen.

Die Potentialtheorie
ließ uns erkennen, daß der
Sitz der Elektricität an der
Oberfläche der Körper ſei und
die Experimente beſtätigten die
aus der Theorie abgeleitete
Folgerung. Die Theorie läßt
uns aber auch die Art der
Vertheilung der Elektricität
auf der Oberfläche ſelbſt er-
kennen. Soll ſich die Elek-
tricität auf einem Leiter im
Gleichgewichte befinden, ſo
muß, wie früher gezeigt wurde,
an allen Punkten der Oberfläche
dasſelbe Potential herrſchen, d. h. die Oberfläche muß eine Niveaufläche ſein.
Sämmtliche elektriſche Theilchen haben dann das Beſtreben, in Richtungen, die
ſenkrecht auf die Oberfläche des Körpers ſtehen, dieſen zu verlaſſen und werden
daran nur durch die ſchlechte Leitungsfähigkeit des umgebenden Mediums, z. B. der
Luft, gehindert. Sobald dieſe Gegenkraft (der Leitungswiderſtand des Mediums)
kleiner wird als das Potentiale auf der Oberfläche, geht Elektricität in das Medium
über. Da das Potentiale einer gegebenen Elektricitätsmenge von der Vertheilung
derſelben im Raume abhängt und ſich augenblicklich ändert, wenn die Vertheilung
eine andere wird, ſo muß offenbar bei einer gegebenen Niveaufläche, wie dies die
Oberfläche eines Leiters iſt, die Vertheilung eine ganz beſtimmte ſein. Im All-
gemeinen kann daher die Vertheilung der Elektricität auf einem Leiter von irgend-
welcher Oberfläche keine gleichförmige ſein; der Leiter muß an einer Stelle ſeiner
Oberfläche eine größere, an der andern Stelle eine geringere Anzahl elektriſcher
Theilchen haben, oder, mit anderen Worten, die Dichte der Elektricität muß an
verſchiedenen Stellen auch eine verſchiedene ſein. Man kann die Vertheilung der
Elektricität auf der Oberfläche eines Körpers ausrechnen, doch gelingt dies ſelbſt
[93] dann, wenn die Oberfläche die einfachſten geometriſchen Formen beſitzt, nur durch
ziemlich ſchwierige Rechnungen, während bei complicirter geformter Oberfläche
unſere mathematiſchen Hilfsmittel überhaupt nicht mehr ausreichen. Wir wollen
daher verſuchen, dieſe Verhältniſſe auf graphiſchem Wege dem Verſtändniſſe näher-
zurücken, und das Streben nach Vereinfachung möge die ſinnliche und rohe Dar-
ſtellung entſchuldigen.

Fig. 44 ſtellt einen Leiter dar, deſſen Oberfläche im Raume A B C D
cylindriſch, im Raume B a D coniſch geformt iſt. Die oberſte Schichte elektriſcher
Theilchen iſt durch a b c d .... angedeutet. Nehmen wir zunächſt an, die Ver-
theilung der Elektricität wäre auf der ganzen Oberfläche des Leiters eine gleich-
förmige, wie dies auch durch die gleich weit voneinander abſtehenden elektriſchen
Theilchen dargeſtellt iſt, und betrachten wir nun das Verhalten irgend eines
Theilchens gegen ſeine Nachbartheilchen. Das Theilchen a wird von dem Theilchen
b in der Richtung b f abgeſtoßen, vom Theilchen c in der Richtung c e; die
Wirkungen der Theilchen d und e auf a können wegen ihrer großen Entfernung

vernachläſſigt werden. Stellen a e und a f die Größen und Richtungen der von c
und b auf a ausgeübten Kräfte dar, ſo kann die Reſultirende dieſer beiden Kräfte
bekanntlich leicht gefunden werden, indem man das Kräfteparallelogramm a e r1 f
conſtruirt; die Diagonale a r1 iſt dann die geſuchte Reſultirende. Sucht man
dann in derſelben Weiſe für das Theilchen c, das nächſte an a, die Reſultirende
der beiden Kräfte, welche a und d auf c geltend machen, ſo erhält man die
Linie c r2; die Reſultirende für das Theilchen d iſt d r3 u. ſ. w. Man erſieht
hieraus, daß die Reſultirenden immer kleiner werden, je weiter man ſich von a
in der Richtung über c und d nach C D entfernt. Die Theilchen auf der Strecke
D C haben dann Reſultirende gleich Null, d. h. die gegenſeitigen Wirkungen der
Theilchen aufeinander heben ſich auf; derſelbe Verlauf ergiebt ſich auch für den
oberen Theil der Begrenzung a b B A.

Es werden daher alle Theilchen auf A B oder C D ſich im Gleichgewichte
befinden, wenn ſie nach der urſprünglichen Vorausſetzung in gleicher Entfernung
voneinander angeordnet ſind. Die Theilchen auf der Curve B a D ſind jedoch
nicht im Gleichgewichte und die ſie zu bewegen ſuchenden Reſultirenden werden deſto
größer, je näher die Theilchen an a liegen. Der Grund für dieſes Anwachſen
[94] der Reſultirenden iſt aus der Zeichnung leicht zu erkennen, er liegt offenbar in
der immer mehr zunehmenden Krümmung der Curve, denn hierdurch wird der
Winkel, den je zwei auf ein Theilchen einwirkende Kräfte einſchließen, immer
kleiner, folglich die Diagonale des betreffenden Kräfteparallelogrammes immer
größer.

Wir erſehen daraus, daß auf einem Leiter von der Form, wie ihn die
Fig. 44 darſtellt, die elektriſchen Theilchen ſich nicht überall im Gleichgewichte
befinden können, wenn ſie, wie anfangs vorausgeſetzt wurde, über den ganzen
Leiter ohne Berückſichtigung ſeiner Form gleichmäßig vertheilt ſind. Wir haben
auch früher bereits gehört, daß allen Theilchen das Beſtreben innewohnt, ſich in
Richtungen, die ſenkrecht auf die betreffenden Stellen der Leiterfläche ſtehen, von
dieſer zu entfernen. Nun ſehen wir, daß ohne Berückſichtigung des letzterwähnten
Beſtrebens der Theilchen für dieſe an vielen Stellen unſeres Leiters noch auf
eine zweite Art Reſultirende zu Stande kommen, die gleichfalls das Beſtreben
haben, die Theilchen von der Oberfläche zu entfernen. Daraus folgt, daß die
Theilchen deſto eher ſich vom Leiter entfernen werden, je ſtärker die Krümmung
jener Stelle des Leiters iſt, an welcher ſie ſich befinden. Bei einer beſtimmten
Ladung des Leiters wird daher ein Theilchen in a den Widerſtand des um-
gebenden Mediums überwinden können und ſich von ihm entfernen, während ein
Theilchen bei A noch feſtgehalten wird; das von a entwichene Theilchen wird
durch ein anderes erſetzt werden, da ſich die Elektricität auf einem guten Leiter
ſtets über die ganze Oberfläche verbreitet. Dieſe iſt alſo bei der angenommenen
Vertheilung der Elektricität keine Fläche gleichen Potentiales, keine Niveaufläche.
Wir erſehen aus dem eben auseinandergeſetzten Verhalten der Theilchen vielmehr,
daß auf einem Leiter mit einer Oberfläche verſchiedener Krümmung die elektriſchen
Theilchen ſich von den Stellen geringer zu jener ſtarker Krümmung bewegen
und daher, ſo lange ſie nicht den Widerſtand des umgebenden Mittels (z. B. der
Luft) überwinden können, ſich an dieſen Stellen anhäufen müſſen. Die Dichte der
Elektricität — denn darunter verſtehen wir ja die Menge auf der Flächeneinheit
— wird alſo deſto größer ſein, je ſtärker die betreffende Stelle des Leiters ge-
krümmt iſt.

In welcher Weiſe die Dichte der Elektricität mit der Krümmung des Leiters
zunimmt, wird in Fig. 44 durch die Curve r1 r2 r3 ..... angedeutet. Aus dieſer
erſieht man auch, daß im cylindriſchen Theile des Leiters bei A B und C D überall
dieſelbe Dichte herrſcht. Die Figur ſtellt in ihrem mittleren Theile aber nur die
Vertheilung der Elektricität in der Längsrichtung des Leiters dar. Daß ſich die
Vertheilung in einem Querſchnitte von Punkt zu Punkt gleich bleibt, iſt leicht
einzuſehen, da die Querſchnitte als Kreiſe Curven ſind, die an jeder Stelle dieſelbe
Krümmung beſitzen. Die Schnitte nach X Y und x y zeigen auch durch die Kreiſe
R R und r3 r5 beiläufig die Dichte der Elektricität; an einem und demſelben
Querſchnitte bleibt ſie gleich, von Querſchnitt zu Querſchnitt wächſt ſie aber deſto
mehr, je größer die Krümmung jenes Theiles des Leiters iſt, welchem der Quer-
ſchnitt entnommen wurde.

Wir kennen nur einen Körper, welcher nach allen Richtungen hin gleiche
Krümmungen beſitzt, bei welchem jeder Schnitt eine Kreisfläche iſt, nämlich die
Kugel; auf dieſer wird daher die Vertheilung der Elektricität eine vollkommen
gleichmäßige oder die Dichte an allen Stellen dieſelbe ſein. Auf allen übrigen
Körpern aber vertheilt ſich die Elektricität ungleichmäßig; bei einem Ellipſoide
[95] beſitzt ſie ihre größte Dichte an den Scheiteln, bei Cylindern, die durch Halb-
kugeln abgeſchloſſen ſind, an dieſen u. ſ. w.

Die Vertheilung der Elektricität kann auch experimentell beſtimmt werden;
man bedient ſich hierzu der Prüfungskörper. Dieſe ſind kleine Kugeln oder
Scheibchen aus Goldpapier, welche an iſolirenden Stielen befeſtigt ſind. Berührt
man nämlich einen elektriſirten Körper an einer Stelle mit einem ſolchen Prü-
fungskörper, der im Verhältniſſe zum elektriſirten Körper ſehr klein iſt, ſo nimmt
der Prüfungskörper gleichnamige Elektricität von dem elektriſirten Körper auf,
ohne deſſen elektriſchen Zuſtand wahrnehmbar zu verändern. Hierbei erfolgt die
Aufnahme der Elektricität durch den Prüfungskörper genau in demſelben Ver-
hältniſſe als die Dichte der Elektricität an den berührten Stellen zunimmt; man
kann ſich davon durch Verſuche leicht überzeugen. Unterſucht man nun mit dieſen
Prüfungskörpern, die man nach jeder Berührung mit dem zu prüfenden Körper
in die Torſionswage an Stelle der Standkugel bringt, die Körper an verſchie-
denen Stellen, ſo findet man in der That jene Vertheilung der Elektricität, welche
uns die theoretiſche Betrachtung gelehrt hat.

Die Spitzenwirkung.

Die Theorie giebt aber auch noch nach anderen Richtungen hin intereſſante
Aufſchlüſſe. Wir haben geſehen, daß die Dichte der Elektricität bei einer beſtimmten
Ladung eines Leiters von der Krümmung der Oberfläche abhängt und dort am
größten iſt, wo die Krümmung am ſtärkſten wird, oder, wie man ſich gewöhnlich aus-
zudrücken pflegt, wo der Krümmungsradius am kleinſten iſt. Man kann ſich
nämlich jede gekrümmte Oberfläche aus Flächenelementen zuſammengeſetzt denken,
welche je nach ihrer ſtärkeren oder ſchwächeren Krümmung Kugeln von kleineren
oder größeren Radien entnommen ſind. Man kann deshalb auch ſagen,
eine ebene Fläche iſt ein Stück der Oberfläche einer Kugel, deren Halbmeſſer
unendlich groß iſt, und eine Spitze iſt die Oberfläche einer Kugel, deren Halb-
meſſer unendlich klein iſt. Zwiſchen dieſen beiden Werthen liegen die Krüm-
mungsradien ſämmtlicher Flächen. Verbindet man daher irgend einen Leiter mit der
Erde und ertheilt dem Leiter eine beliebige elektriſche Ladung, ſo kann dieſer Leiter,
wie wir ſchon früher aus anderen Gründen erkannt haben, nie elektriſch bleiben.
Die Erde hat im Vergleiche zu jedem herſtellbaren Leiter immer eine Oberfläche,
deren Krümmungsradius als unendlich groß angenommen werden muß; dieſem
unendlich großen Krümmungsradius entſpricht aber eine unendlich kleine Dichte,
d. h. die Erde iſt unelektriſch, und da der Körper mit ihr in leitender Ver-
bindung ſteht, kann auch dieſer keine freie Elektricität bewahren, wie viel Elek-
tricität ihm auch immer mitgetheilt werden mag.

Bringt man an einem Leiter eine Spitze an, ſo entſpricht dieſem Theile der
Leiteroberfläche ein unendlich kleiner Krümmungsradius, oder, da wir doch keine
mathematiſchen Spitzen anfertigen können, ein ſehr kleiner Krümmungsradius. Die
Dichte der Elektricität an ſolchen Spitzen muß daher immer, wie groß oder klein
auch die elektriſche Ladung des Leiters ſei, immer außerordentlich groß ſein. Dieſem
Verhalten der Spitzen ſind die Erſcheinungen zuzuſchreiben, welche man unter der
Bezeichnung Spitzenwirkungen zuſammenfaßt.

Jeder elektriſirte Körper verliert, wenn er ſich ſelbſt überlaſſen bleibt, nach
kürzerer oder längerer Zeit ſeine Ladung. Die Verluſte ſetzen ſich aus der bereits
[96] beſprochenen Zerſtreuung und dem Stützenverluſte zuſammen. Hierzu kommt jedoch
noch eine andere Art des Verluſtes. Wir haben oben (S. 92 u. f.) geſehen, daß
alle elektriſchen Theilchen an der Oberfläche eines Leiters das Beſtreben zeigen,
ſich von dem Leiter zu entfernen, und daß ſie daran nur durch den Widerſtand,
welchen das umgebende Medium, alſo gewöhnlich die Luft, ihrer Entfernung vom
Leiter entgegenſetzt, auf dieſem zurückgehalten werden. Wird jedoch die Dichte der
Elektricität auf dem Leiter ſo groß, daß ſie den Widerſtand der Luft überwinden
kann, ſo iſt der Leiter nicht mehr im Stande, weiterhin Elektricität aufzunehmen,
ſondern die ihm dann noch zugeführte Elektricität ſtrömt in die Luft aus. Im
Dunkeln beobachtet man hierbei, daß der Uebertritt der Elektricität von dem Leiter
in die Luft unter Lichtentwicklung ſtattfindet. Die auf die Elektricität wirkende
Kraft, welche ſie vom Leiter zu entfernen ſtrebt, nennt man die Spannung.
Die Spannung wächſt aber mit der Dichte der Elektricität (im quadratiſchen
Verhältniſſe) und dieſe iſt deſto größer, je kleiner der Krümmungsradius der be-
treffenden Stelle der Leiteroberfläche iſt (vergl. Fig. 44). Die Spannung wird

deshalb an jenen Stellen eines Leiters
am leichteſten den Widerſtand durch
die Luft überwinden können, welche
am ſtärkſten gekrümmt ſind. Die Krüm-
mung einer Spitze entſpricht aber einem
außerordentlich kleinen Krümmungs-
radius, weshalb die Dichte der Elek-
tricität und mit ihr die Spannung außer-
ordentlich groß ſein muß. Dies hat
zur Folge, daß bei einem elektriſirten
Körper, der mit einer Spitze verſehen
iſt, durch dieſe die Elektricität aus-
ſtrömen muß, ſelbſt auch dann, wenn
die dem Körper mitgetheilte Elektricitäts-
menge eine ſehr kleine iſt. Könnten wir
einen Körper mit einer mathematiſchen Spitze verſehen, ſo müßte es ganz un-
möglich ſein, auf dem Körper irgendwelche Elektricitätsmenge zu erhalten. Bei der
Anwendung ſolcher Spitzen, wie wir ſie herzuſtellen im Stande ſind, wird aber
der damit verſehene Körper ſo viel Elektricität behalten können, daß die Span-
nung an der Spitze noch nicht im Stande iſt, Elektricität an die Luft abzugeben.
Natürlich wird dieſe zurückbleibende Elektricität bei einer ſehr ſcharfen Spitze eine
ſo geringe ſein, daß man ſie in der Regel vernachläſſigen kann.

Die Ausſtrömung der Elektricität in Folge ihrer Spannung iſt ſtets mit
dem Auftreten eines Luftſtromes, des elektriſchen Windes, verbunden, der in
der Richtung von der Ausſtrömungsſtelle weg bläſt; bei entſprechender Spannung
kann der elektriſche Wind ſo ſtark werden, daß er Lichtflammen auszulöſchen im
Stande iſt. Das Auftreten des elektriſchen Windes, alſo das Wegſchleudern der
elektriſirten Lufttheilchen, kann auch durch das elektriſche Flugrädchen (Fig. 45)
gezeigt werden. Dasſelbe beſteht aus S-förmig gekrümmten Metallblättchen oder
Drähten, die an ihren Enden zugeſpitzt ſind und ſich auf einer verticalen Axe
leicht drehen können. Mit letzterer ſetzt man das Flugrädchen auf den Conductor
einer Elektriſirmaſchine auf. Sobald die Elektricität auf dem Conductor und ſomit
auch auf dem mit ihm in leitender Verbindung ſtehenden Flugrädchen eine gewiſſe
[97] Spannung erreicht hat, ſtrömt die Elektricität aus den Spitzen heftig aus und
ſtößt die Lufttheilchen in der Richtung der Spitzen zurück. Das Rädchen ſelbſt
bewegt ſich dann in Folge der Reactionswirkung in entgegengeſetzter Richtung,
was durch die Pfeile angedeutet iſt.

Für die Wirkung einer Spitze iſt es nicht gleichgiltig, an welcher Stelle
des Leiters ſie angeſetzt wird. Sie wird z. B. kräftiger wirken, wenn man ſie
bei a (Fig. 44, S. 93) anſetzt, als wenn ſie auf der Strecke A B ihre Baſis
hat, weil an der erſterwähnten Stelle des Leiters die Dichte ſchon an und für
ſich eine größere iſt, als an der letzterwähnten. Im erhöhten Maße macht ſich
aber der Einfluß der Stellung geltend, wenn Influenzerſcheinungen auftreten.

In Fig. 46 ſtellt K eine elektriſirte Kugel dar, welche iſolirt aufgeſtellt iſt;
bringt man in ihre Nähe den gleichfalls iſolirten Meſſingcylinder a b, ſo wird
auf dieſem bekanntlich bei a Influenzelektricität erſter Art, bei b Influenzelektricität

zweiter Art influenzirt. Setzt man nun auf das Ende bei b eine Spitze, ſo erhält
auch dieſe Influenzelektricität zweiter Art; dieſe Influenzelektricität wird daher
durch die Spitze ausſtrömen und hierin noch durch die von der Elektricität auf
die Kugel ausgeübte Abſtoßung unterſtützt werden. Entfernt man dann die
Kugel K von dem Cylinder a b, ſo bleibt letzterer mit Influenzelektricität erſter
Art geladen zurück. Die Spitze bewirkt alſo bei dieſer Anordnung des Verſuches
eine Ladung des genäherten Leiters mit Influenzelektricität erſter Art.

Aendert man aber den Verſuch derart ab, daß man die Spitze nicht bei
b, ſondern an dem der Kugel zugewandten Ende a des Cylinders anſetzt, ſo
treten folgende Erſcheinungen auf: Die (z. B. +) elektriſche Kugel erregt wieder
bei a Influenzelektricität erſter Art (—) und bei b Influenzelektricität zweiter Art
(+). Die Spitze bei a erhält Influenzelektricität erſter Art (—) und veranlaßt
das Ausſtrömen dieſer (—) Elektricität. Nach Entfernung der Kugel K bleibt
der Cylinder mit Influenzelektricität zweiter Art (+) geladen zurück. Dabei zeigt
ſich aber die merkwürdige Thatſache, daß die Kugel K in ihrer (+) Elektricitäts-
Urbanitzky: Elektricität. 7
[98] menge eine Verminderung erlitten hat, und zwar beiläufig um denſelben Be-
trag, welchen die Influenzelektricität zweiter Art (+) auf dem Cylinder aus-
macht. Wir wiſſen, daß unter gewiſſen Verhältniſſen ein Körper durch Ausübung
einer Influenzwirkung an ſeiner Elektricitätsmenge nichts verliert. Wie haben wir
uns daher in dieſem Falle den Elektricitätsverluſt zu erklären? In Folge der
großen Dichte der Influenzelektricität erſter Art (—) auf der Spitze bei a
ſtrömt dieſe Elektricität hier aus, bewirkt aber hierdurch auch eine andere Ver-
theilung der (+) Elektricität auf der Kugel. Auf dem der Spitze gegenüberliegen-
den Punkte der Kugel wird nämlich die Dichte der (+) Elektricität ſo geſteigert,
daß auch hier ein Ausſtrömen eintritt. Dazu kommt noch folgender Umſtand: das
Ausſtrömen der (—) Elektricität aus der Spitze iſt von dem elektriſchen Winde
begleitet, d. h. die (—) elektriſchen Lufttheilchen werden von der Spitze weg gegen
die Kugel getrieben. Auf dieſer geben ſie natürlich ihre (—) Influenzelektricität erſter
Art ab und neutraliſiren dadurch einen Theil der auf der Kugel vorhandenen
(+) Elektricität.

Ohne dieſe internen Vorgänge zu kennen, würde man zu der Meinung
gelangen müſſen, daß die bei a angebrachte Spitze die Elektricität aus der Kugel
in den Cylinder hinübergeſaugt habe. Man bezeichnet daher dieſe Erſcheinung
als Saugwirkung der Spitzen. Aus der obigen Erklärung der Spitzenwirkung
ergiebt ſich auch, daß dieſe ſcheinbare Saugwirkung ſo lange ſtattfinden wird, als
die Dichte des ihr gegenüber befindlichen elektriſchen Körpers groß genug bleibt,
um ein Ausſtrömen von Elektricität an der Spitze hervorzurufen.

Die Saugwirkung zeigt ſich in eclatanter Weiſe, wenn man eine im Uebrigen
iſolirt aufgeſtellte Spitze mit der Erde in leitende Verbindung ſetzt und der
Spitze einen elektriſirten Körper nahe bringt; es ſinkt dann die Dichte auf dem
elektriſirten Körper augenblicklich auf eine ganz minimale Größe herab und läßt
ſich nicht mehr vergrößern, wie viel Elektricität man auch dem Körper neuerdings
zuführen will.

Wird der (z. B. +) elektriſche Körper mit einer Spitze verſehen, und nähert
man ihm nun in der Richtung gegen die Spitze einen unelektriſchen Körper, ſo
wird letzterer mit Influenzelektricität zweiter Art (+) geladen; es ſtrömt nämlich,
durch die große Dichte der (+) Elektricität auf der Spitze bewirkt, Influenz-
elektricität erſter Art (—) von dem genäherten Körper aus, und außerdem neu-
traliſiren die von der Spitze auf den Körper geſchleuderten (+) elektriſchen Luft-
theilchen einen entſprechenden Theil der Influenzelektricität erſter Art (—) auf dem
genäherten Körper.

Die Spitzenwirkung iſt eine ſehr wichtige Erſcheinung und daher bei
Conſtruction von Apparaten zu elektriſchen Verſuchen wohl zu beachten. Dieſe
Wirkungen treten aber nicht nur bei Spitzen auf, ſondern auch, wenngleich in
geringerem Maße, bei ſcharfen Kanten. Dieſe können wir nämlich, wenn wir die für
die Spitzen angenommene Auffaſſung beibehalten, als Flächen bezeichnen, deren
Krümmungsradius nach einer Richtung hin außerordentlich klein iſt.

Auch glimmende oder brennende Körper zeigen, wenn ſie aus leitenden Sub-
ſtanzen beſtehen oder wenn die Flamme durch leitende Gaſe erhalten wird, die an
Spitzen beobachteten Erſcheinungen. Ihre Wirkung iſt den beim Glimmen ſich
bildenden Spitzen oder der Flammenſpitze und dem [aufſteigenden] Gasſtrome zu-
zuſchreiben. Die Bildung dieſer Spitzen ſcheint ſogar viel vollkommener vor ſich
zu gehen, als die der künſtlich verfertigten Spitzen, da ihre Wirkung eine kräftigere
[99] iſt. Es iſt daher auch ein häufig angewandtes Mittel, Körper, namentlich wenn
ſie nicht leitend ſind, dadurch unelektriſch zu machen, daß man ſie einigemale durch
eine Gasflamme führt.

Apparate zur Erregung der Elektricität.

Um größere Mengen von Elektricität zu erhalten, bedient man ſich natürlich
nicht der Glas- oder Siegellackſtangen, ſondern verwendet hierzu die Elektriſir-
maſchinen; wir wollen von dieſen im Nachſtehenden die Scheiben-Elektriſirmaſchine,
die Dampf-Elektriſirmaſchine, den Elektrophor und die ſogenannte Influenzmaſchine
betrachten.

Die Scheiben-Eſektriſtrmaſchine hat im Laufe der Zeit äußerlich zwar
manche Veränderungen erfahren, aber ihre Hauptbeſtandtheile ſind im Weſentlichen
unverändert geblieben. Auch jetzt noch drückt der jeweilige Fabrikant ſeiner Maſchine
in einigen Details gewiſſermaßen ſeinen Stempel auf, aber im Großen und Ganzen
haben dieſe Conſtructionsdifferenzen keine Bedeutung; es genügt daher, eine dieſer
Formen zu betrachten. Fig. 47 ſtellt eine Scheiben-Elektriſirmaſchine in der Geſtalt
dar, welche ihr der Wiener Elektriker Winter gegeben hat. Ihre Hauptbeſtand-
theile ſind die Glasſcheibe S, das Reibzeug R und die beiden Conductoren C
und C. Die Glasſcheibe S beſitzt in der Mitte eine kreisrunde Oeffnung, durch
welche ein mit Schraubengewinde verſehener Holzzapfen geſteckt iſt, der mit einem
zweiten die Schraubenmutter enthaltenden Holzzapfen auf der andern Seite der
Glasſcheibe verſchraubt wird. Durch das Anziehen der Schraube erfolgt die Ein-
klemmung der Glasſcheibe zwiſchen beiden Holzzapfen. Der eine Holzzapfen dreht
ſich in einem hölzernen Lager, welches durch die Glasſäule G1 an dem Grund-
brette der ganzen Elektriſirmaſchine befeſtigt iſt. Der zweite Zapfen iſt durch die
Glasſäule G2 verlängert und dieſe dreht ſich in der Durchbohrung eines hölzernen
Fußes. Die Kurbel K dient dazu, die Scheibe S in Umdrehung zu ſetzen.

Der Glasfuß G3 trägt ein gabelförmig geſtaltetes Holzſtück, welches die
Scheibe derart umfaßt, daß zwiſchen je einer Gabelzinke und der Scheibe ein Reib-
kiſſen R eingeſchoben werden kann. Jedes dieſer zu beiden Seiten der Scheibe an-
gebrachten Reibkiſſen beſteht aus einem Brette, welches auf der der Scheibe zu-
gewandten Fläche mit einigen Lagen Tuch belegt und darüber mit Leder überſpannt
iſt. Das Leder verſieht man mit einem Ueberzuge von Amalgam, welches man ſich
aus Zinn, Zink und Queckſilber bereitet, auf die mit etwas Knochenöl eingefettete
Lederfläche ſtreut und leicht verreibt. An der Außenſeite der Reibkiſſenbretter befindet
ſich eine Feder, welche ſich gegen die betreffende Zinke der Holzgabel ſtemmt und
hierdurch das Reibkiſſen an die Glasſcheibe mäßig andrückt. Man hat es vortheil-
haft gefunden, die Scheibenfläche zwiſchen den Reibkiſſen und dem poſitiven Con-
ductor mit Wachstaffet zu bedecken (wie dies die Figur auch erkennen läßt). Die
beiden Reibkiſſen ſtehen mit dem negativen Conductor C, einem durch Halb-
kugeln beiderſeits abgeſchloſſenen Meſſingcylinder, in leitender Verbindung.

Der poſitive Conductor C, eine Meſſinghohlkugel, wird durch die Glasſäule G4
getragen. An der Kugel ſind zwei zu einander und zur Glasſcheibe parallele Holz-
ringe r derart befeſtigt, daß ſich die Scheibe zwiſchen beiden Ringen in geringer
Entfernung durchdreht. Die Holzringe ſind an ihren der Glasſcheibe zugewandten
Seiten mit Stanniol bekleidet, und dieſes ſteht mit dem Conductor in leitender
Verbindung. Aus den Stanniolbelegen ſelbſt ragt eine Anzahl feiner Metallſpitzen
7*
[100] heraus, welche ſenkrecht zur Scheibe geſtellt ſind und ohne dieſe zu berühren
möglichſt nahe an ſie heranreichen. Winter fügte dem Conductor noch gewöhnlich
einen Holzring W bei, der im Innern eine Drahtſpirale trägt. Verſuche haben
ihm gezeigt, daß dieſer Ring, der gleichſam einen Meridian einer Kugel von

gleichem Durchmeſſer darſtellt,
gerade ſo wirkt, als ob die ganze
Kugel vorhanden wäre, alſo die-
ſelbe Menge Elektricität auf-
zuſpeichern geſtattet, als wenn
eine Kugel von gleichem Radius
als der des Ringes als Con-
ductor in Verwendung kommen
würde. Auf dem Conductor iſt
häufig auch noch an der den
Holzringen gegenüberliegenden
Seite eine kleine Meſſingkugel
angebracht, auf welcher dann
die Dichte der Elektricität ſtets
bedeutend größer wird, als auf
der übrigen Conductoroberfläche;
man erreicht hierdurch, daß der
Funke nur von einer und immer
von derſelben Stelle auf einen
etwa genäherten Entlader E
überſpringt.

Mit Hilfe dieſer Beſchrei-
bung und der früher gegebenen
Erklärung der Spitzenwirkung
iſt der Proceß der Elektricitäts-
erregung mittelſt der Scheiben-
maſchine leicht einzuſehen. Die
Glasſcheibe wird durch die Kurbel
in der Richtung des Pfeiles ge-
dreht, reibt ſich an den amal-
gamirten Lederkiſſen und erhält
dadurch an den geriebenen Flächen
poſitive Elektricität. Da das
Glas ein Iſolator iſt, verbreitet
ſich die poſitive Elektricität nicht
über die ganze Scheibe, ſondern
bleibt auf jenen Flächen, auf
welchen die Elektricität erregt
wurde. Bei fortgeſetzter Drehung gelangen dann die poſitiv-elektriſchen Flächen
unter die Saugſpitzen der Holzringe r. Die poſitive Elektricität der Scheibe wirkt
nun influenzirend auf den poſitiven Conductor C, ſtößt die Influenzelektricität
zweiter Art (poſitive Elektricität) in die Meſſingkugel C als den entfernteſten Theil
und bringt die Influenzelektricität erſter Art (negative Elektricität) an den am
nächſten gelegenen Spitzen der Holzringe r zum Ausſtrömen. Dieſe (—) Influenz-
[101] elektricität erſter Art neutraliſirt die poſitive Elektricität der Glasſcheibe und dieſe
verläßt bei Fortſetzung ihrer Drehung wieder unelektriſch den Raum zwiſchen beiden
Saugringen. Inzwiſchen ſind jedoch neue durch die Reibung zwiſchen den beiden
Reibkiſſen poſitiv elektriſirte Flächentheile der Scheibe zu den Saugſpitzen gelangt
und geht neuerdings der oben angegebene Proceß vor ſich. Es braucht wohl
kaum hinzugefügt zu werden, daß durch fortgeſetzte Drehung der Scheibe die
Ladung des Conductors C mit poſitiver Elektricität immer ſtärker wird.

Wir wiſſen aber, daß durch Reibung immer gleichzeitig und in gleicher
Menge poſitive und negative Elektricität erregt wird; was iſt alſo inzwiſchen mit
letzterer geſchehen? Die negative Elektricität wird bei der Reibung auf dem
Amalgam des Reibzeuges hervorgerufen, welches, wie früher angegeben wurde,
mit dem negativen Conductor C in leitender Verbindung ſteht. Die bei der
Reibung erregte negative Elektricität ſtrömt daher direct auf dieſen Conductor C
über und häuft ſich dort bei fortgeſetzter Drehung der Scheibe an. Die Anſammlung
der negativen Elektricität iſt alſo keine Influenzwirkung, ſondern die Maſchinentheile
(Reibzeuge), auf welchen die Elektricität hervorgerufen wird, ſind gleichzeitig Theile
des negativen Conductors.

Dreht man die Glasſcheibe fortgeſetzt, ſo wird die Wirkung der Maſchine
in kurzer Zeit zu Ende ſein, denn die negative Elektricität, welche ſich auf dem
negativen Conductor und dem Reibzeuge anſammelt, wird alsbald eine hinlängliche
Dichte erhalten, um ſich mit der auf der Glasſcheibe erregten poſitiven Elektricität
vermöge der gegenſeitigen Anziehung vereinigen zu können; dann neutraliſiren ſich
gleiche Mengen poſitiver und negativer Elektricität an ihrer Erregungsſtelle und
verhindern ſo die Wirkſamkeit der Maſchine. Um dies zu verhindern, leitet man
die negative Elektricität ſtets zur Erde ab, indem man vom negativen Conductor
aus eine Metallkette auf die Erde herabhängen läßt. Jetzt kann natürlich der vor-
erwähnte Fall nicht mehr eintreten und die Ladung des poſitiven Conductors wird
bei fortgeſetztem Drehen der Scheibe immer zunehmen. Doch läßt ſich auch dieſer
Proceß nicht unbegrenzt fortſetzen, da ſchließlich die Dichte der Elektricität am
poſitiven Conductor ebenfalls ſo groß wird, daß beim unelektriſchen Zuſtande der
Glasſcheibe ein Ausſtrömen poſitiver Elektricität durch die Spitzen gegen die Scheibe
eintreten würde; hat der Conductor dieſe Spannung der Elektricität erreicht, ſo
iſt eben die poſitive Elektricität auf der Scheibe nicht mehr kräftig genug, um das
Ausſtrömen von Influenzelektricität erſter Art (—) aus den Spitzen zu bewirken.
Wird jedoch auch die poſitive Elektricität von dem Conductor abgeleitet, ſo bildet
die Maſchine eine ununterbrochen ſtrömende Elektricitätsquelle, ſo lange die Scheibe
gedreht wird. Will man nur Funken überſchlagen laſſen, ſo verbindet man die vom
negativen Conductor herabhängende Metallkette mit dem dem poſitiven Conductor
gegenübergeſtellten Entlader (wie dies die Figur anzeigt).

Will man von der Maſchine nicht poſitive, ſondern negative Elektricität
erhalten, ſo nimmt man die Kette von dem negativen Conductor ab und verbindet
durch ſie den poſitiven Conductor leitend mit der Erde. Man erhält dann natürlich
am negativen Conductor eine entſprechende Ladung mit negativer Elektricität. Dieſe
iſt aber nicht durch Influenz auf dem negativen Conductor erregt worden, ſondern
einfach von ihrer Erregungsſtelle, den beiden Reibkiſſen, auf den Conductor über-
geſtrömt.

Im Jahre 1840 machte der Maſchinenwärter Seghill die Beobachtung,
daß beim Ausſtrömen des Dampfes aus dem Sicherheitsventil eines Keſſels
[102] ſowohl dieſer, als auch der Dampf elektriſch werde. Armſtrong und Pattinſon
ſtellten dem ausſtrömenden Dampfe Metallſpitzen gegenüber, welche mit einem
Conductor in Verbindung ſtanden, und iſolirten den Dampfkeſſel von ſeiner
Umgebung; bei dieſen Experimenten fanden ſie, daß der Dampf poſitiv, der Keſſel
negativ elektriſch wird. Die Erſcheinung tritt jedoch nicht immer ein, ſobald Dampf
ausſtrömt, ſondern iſt an die Bedingung geknüpft, daß der Dampf „naß“ austritt,
d. h. daß er Waſſertröpfchen mit ſich führt. Armſtrong und ebenſo Faraday haben

alle dieſe Umſtände einer
genauen Unterſuchung
unterworfen und Arm-
ſtrong conſtruirte auf
Grund der hierbei ge-
wonnenen Erfahrungen die

Hydro- oder Dampf-
Elektriſirmaſchine. Auf
einem viereckigen Rahmen,
Fig. 48, ſind vier ſtarke
Glasſäulen befeſtigt, welche
den Keſſel zur Dampf-
erzeugung tragen. Derſelbe
iſt mit einem Sicherheits-
ventile und einem Mano-
meter ausgerüſtet. In der
Mitte des Dampfkeſſels
iſt ein Dampfdom, als
Reſervoir für den im Keſſel
erzeugten Dampf, auf-
geſetzt und von dieſem aus
geht der Dampf durch ein
mit Hahn verſehenes Rohr
zu den Ausſtrömöffnungen.
Er gelangt jedoch nicht
unmittelbar in dieſe, ſon-
dern muß zuerſt noch eine
flache eiſerne Büchſe
paſſiren, in welcher er ſich
zum Theile condenſirt. Es
hat dies den ſchon früher
erwähnten Zweck, an den
Ausflußröhren ſtets naſſen
Dampf zu erhalten. Den Ausflußöffnungen ſelbſt giebt man verſchiedene Formen,
die aber immer den Zweck haben, die Reibung beim Ausſtrömen des Dampfes zu
vermehren. So ſtellte Faraday der Ausflußöffnung einen Conus mit der Spitze
gegen die Oeffnung gerichtet entgegen, während Armſtrong vor der Mündung der
Röhre eine Platte anbringt, die der Dampf umſtrömen muß.

Die aus den Röhren kommenden Dampfſtrahlen treffen dann auf einen
mit Spitzen verſehenen Metallrahmen, welcher mit einem Conductor in Verbindung
ſteht. Letzterer iſt entweder auf dem Dampfkeſſel ſelbſt iſolirt befeſtigt, wie dies
[103] unſere Abbildung zeigt, oder er ſteht auf einem eigenen vom Keſſel unabhängigen
Geſtelle. Auf dieſem Conductor ſammelt ſich dann die poſitive Elektricität, während
ſich die negative auf dem Keſſel vertheilt.

Die Maſchine der Royal polytechnie institution in London beſitzt nach
Wüllner’s Angabe 46 Ausflußöffnungen und iſt eine der wirkſamſten Elektriſir-
maſchinen, die es überhaupt giebt. Die größte Maſchine, welche gebaut wurde,
ſoll nach Cazin jene der Faculté des sciences von Paris ſein. Dieſe hat 80 Aus-
flußröhren und giebt Funken von mehreren Decimetern Länge. Sie befindet ſich in
der Maſchinengallerie des Conservatoire des arts et métiers.

Schon im Jahre 1762 hatte Wilke eine elektriſirte Glasplatte auf alle ihre
Eigenſchaften ſorgfältig unterſucht, aber allerdings nicht daran gedacht, einen eigenen
darauf gegründeten Apparat zu conſtruiren. Dies führte erſt Volta aus, indem er
den Elektrophor erfand (1775).

In einer flachen, tellerartigen Metallform, Fig. 49, befindet ſich ein bei-
läufig 1 Centimeter ſtarker Harzkuchen A, welchem man eine möglichſt ebene
und blaſenfreie Oberfläche zu geben ſucht. Auf
dieſer ruht ein einfacher oder aus zwei Metall-
platten B und C beſtehender Deckel, welcher
iſolirt abgehoben werden kann. Zu dieſem
Zwecke zeigt die obere Platte des Doppel-
deckels eine Handhabe i aus Glas; die beiden
Metallplatten ſind durch Seidenſchnüre miteinander
verbunden. Zur Erklärung der Wirkungsweiſe
dieſes Apparates möge die ſchematiſche Zeich-
nung, Fig. 50, dienen; M bezeichnet in dieſer
die metalliſche Form, H den Harzkuchen, D
den metalliſchen Deckel und G den iſolirenden
Glasgriff.

Man macht zunächſt den Harzkuchen durch
Reiben negativ elektriſch, indem man den Kuchen
mit einem Fuchsſchwanze peitſcht. Wird dann der

Deckel aufgeſetzt, ſo wirkt die negative Elektricität des Kuchens influenzirend auf den
Deckel; die poſitive Elektricität, Influenzelektricität erſter Art, wird durch die negative
Elektricität des Harzkuchens an der unteren Fläche des Deckels feſtgehalten, die
negative Elektricität, Influenzelektricität zweiter Art, gegen die obere Fläche des
Deckels zurückgeſtoßen. Berührt man jetzt die obere Seite des Deckels ableitend,
ſo fließt die negative Elektricität zur Erde ab, während die poſitive noch durch
die negative Elektricität des Kuchens im Deckel feſtgehalten wird. Hebt man den
Deckel an dem iſolirenden Glasgriffe ab, ſo erſcheint erſterer poſitiv elektriſch. Die
poſitive Elektricität des Deckels kann dann beliebig verwendet werden; der Harz-
kuchen hat hierbei an ſeiner Ladung nichts verloren. Man kann den Deckel nach
ſeiner Entladung neuerdings auf den Harzkuchen bringen, wieder ableitend berühren
und erhält ihn dann nach dem Abheben abermals poſitiv elektriſch. Daß im Metall-
deckel ſich wirklich dieſe Vorgänge abſpielen, kann durch den in Fig. 49 abgebildeten
Elektrophor gezeigt werden. Man ſetzt nämlich, nachdem der Harzkuchen gepeitſcht
wurde, den Doppeldeckel B C auf, wobei die beiden Platten, welche durch die
Seidenſchnüre i miteinander verbunden ſind, aufeinander zu liegen kommen und
daher in metalliſcher Berührung ſtehen. Durch die Influenzwirkung der negativen
[104] Elektricität des Kuchens wird alsdann die untere Platte (B) poſitiv, die obere
Platte (C) negativ elektriſch. Zieht man nun ohne vorhergegangener ableitender
Berührung den Deckel an dem Griffe ab, ſo entfernt man zuerſt die obere Metall-
platte, auf welcher ſich die negative Influenzelektricität befindet, von dem Harz-
kuchen, und ſobald die Seidenſchnüre ſich geſpannt haben, folgt die untere poſitiv
elektriſche Platte nach. Man erhält alſo beide Influenzelektricitäten in der Art,
daß man den Leiter, auf welchen die Influenz ausgeübt wurde, in zwei Theile
theilt. Auch der Elektrophor mit einfachem Deckel giebt für obige Erklärung der
Wirkungsweiſe einen Beweis. Der Deckel erſcheint nämlich nach dem Abheben nur
dann elektriſch, wenn er zuvor ableitend berührt wurde, und zwar zeigt er Influenz-
elektricität erſter Art. Hat man ihn jedoch nicht ableitend berührt, ſo vereinigen
ſich nach dem Abheben wieder die beiden Influenzelektricitäten und der Deckel
erſcheint unelektriſch.

Es iſt wohl leicht begreiflich, daß ſich die Influenzwirkung des auf ſeiner
Oberfläche negativ elektriſchen Harzkuchens nicht blos auf den Deckel beſchränken
wird, ſondern ſich auch auf die unteren Schichten des Harzkuchens und auf die
metalliſche Form erſtrecken muß. Die in dieſer Richtung eintretenden Erſcheinungen

wurden namentlich von Rieß und Bezold einem
eingehenden Studium unterworfen, deſſen Reſultat
die Aufſtellung zweier nicht völlig übereinſtim-
mender Theorien war. Rieß ſchreibt die Haupt-
wirkung der Influenz der negativen Elektricität
zu, welche auf der Oberfläche des Kuchens durch
Reiben erregt wird und dann ihre Wirkung
auf die Maſſe des Kuchens äußert. Die In-
fluenzelektricität erſter Art, alſo die poſitive
Elektricität, müßte darnach die mittlere Schicht
des Kuchens einnehmen, die Influenzelektricität
zweiter Art, alſo die negative, ſich an die
untere Fläche des Kuchens begeben. Dieſe Ver-
theilung der Elektricität im Kuchen wirkt dann natürlich auch auf jene in der
Metallform.

Bezold iſt jedoch der Anſicht, daß die Influenzwirkung der negativen Elek-
tricität an der Oberfläche des Kuchens auf deſſen Maſſe nur von untergeordneter
Bedeutung ſei, daß hingegen das elektriſche Verhalten der Metallform hauptſächlich
von der directen Einwirkung der negativen Elektricität auf der Kuchenoberfläche
herrühre. Die negative Elektricität des Kuchens wirkt vertheilend auf die Form,
indem ſie die poſitive Influenzelektricität an die obere Seite derſelben zieht und
dort feſthält, während die negative Influenzelektricität in die untere Fläche der Form
zurückgedrängt wird und von dieſer abfließt, wenn die Form nicht iſolirt aufgeſtellt
iſt. Daraus erklärt ſich auch, daß die Form negativ elektriſch erſcheint, ſobald nach
Elektriſirung des Kuchens der Deckel aufgeſetzt wird. Wurde die negative Elektricität
der Form abgeleitet, ſo iſt dieſe unelektriſch, da nun die poſitive Elektricität der
Anziehung durch die negative an der Oberfläche des Kuchens folgt und aus der Form
in die untere Seite des Kuchens eintritt. Bezold ſchreibt alſo den negativelektriſchen
Zuſtand der Form der directen Influenzwirkung der negativen Harzoberfläche auf
die Form zu, während Rieß annimmt, die negative Elektricität der Form ſei im
Harzkuchen erzeugte und dann erſt auf die Form übergeſtrömte Influenzelektricität.

Ob man ſich nun für die eine oder die andere Erklärung entſcheidet, in jedem
Falle wird man ſich über nachſtehendes Verhalten leicht Rechenſchaft geben können.
Legt man auf irgend eine Stelle der Kuchenoberfläche einen etwa Centimeter breiten
Stanniolſtreifen, welcher mit der nicht iſolirt aufgeſtellten Form in leitender Ver-
bindung ſteht, ſo iſt der Deckel, ohne daß man ihn vorher ableitend berührt, nach
dem Abheben poſitiv elektriſch. Der [Stanniolſtreifen] ſtellt eine leitende Verbindung
zwiſchen der Erde einerſeits, der Form und der Harzkuchenoberfläche andererſeits
her. Der Harzkuchenoberfläche wird dadurch negative Elektricität an jener Stelle
entzogen, welche der Stanniolſtreifen berührt; die Elektricität auf der übrigen Fläche
des Kuchens wird nahezu nicht beeinflußt, da, wie wir bereits wiſſen, Harze der
Bewegung der Elektricität einen ſehr großen Widerſtand entgegenſetzen oder, mit
anderen Worten, Iſolatoren ſind. Ferner wird durch den Stanniolſtreifen auch die
negative Elektricität der Form zur Erde abfließen, während die poſitive feſtgehalten
wird, beziehungsweiſe auf die untere Fläche des Harzkuchens übergeht. Setzt man
nun den Deckel auf den Kuchen, ſo wird auf dieſen poſitive und negative Elek-
tricität influenzirt. Die poſitive wird durch die Anziehungskraft der negativen
der Harzfläche feſtgehalten, die negative Influenzelektricität hingegen in den ent-
fernteſten Theil des Deckels abgeſtoßen. Dieſer liegt nun aber auf dem Stanniol-
ſtreifen, welcher mit der Erde in Verbindung ſteht, folglich muß die negative
Influenzelektricität des Deckels durch den Stanniolſtreifen zur Erde abfließen. Hebt
man jetzt den Deckel ab, ſo verbreitet ſich natürlich die poſitive Influenzelektricität
über den ganzen Deckel und dieſer erſcheint alſo poſitiv elektriſch. Die Anbringung
des Stanniolſtreifens erſpart daher das läſtige ableitende Berühren des Deckels,
welches ſonſt vor jedem Abheben erfolgen muß.

Wir haben noch jener Eigenſchaft des Elektrophors zu gedenken, welcher er
ſeinen Namen verdankt, der ſo viel wie Elektricitätsträger bedeutet. Läßt man
nämlich den Elektrophor, nachdem man ihn elektriſirt und wieder mit einem Deckel
verſehen hat, ſtehen, ohne daß man ſeine Form iſolirt, ſo behält er monatelang
ſeinen elektriſchen Zuſtand bei. Die Erklärung für dieſes Verhalten iſt darin zu
ſuchen, daß die negative Elektricität der Kuchenoberfläche einerſeits und die poſitive
Elektricität am Deckel und an der Unterfläche des Kuchens andererſeits ſich gegenſeitig
binden, daher die Zerſtreuung erſchweren; ferner iſt die Berührung der Luft mit
der Harzoberfläche durch den aufgeſetzten Deckel ſehr vermindert und wird überdies
noch jene Luftſchicht, welche ſich zwiſchen Deckel und Harzoberfläche befindet, von
den einander entgegengeſetzten Elektricitäten dieſer beiden auch entgegengeſetzt influenzirt,
weshalb ſich hier eine gewiſſermaßen ſtagnirende Luftſchicht bildet, die ebenfalls der
Zerſtreuung der Harzelektricität entgegenwirkt. Die Eigenſchaft ſelbſt, den elektriſchen
Zuſtand lange Zeit hindurch zu erhalten, nennt man Tenacität.

Gleichwie man ſich bei der Elektricitätserregung durch Reibung nicht damit
begnügte, blos Glas- oder Harzſtangen mit der Hand zu reiben, ſondern eine
Maſchine conſtruirte, die geſtattet, die Elektricitätserregung zu einem continuirlichen
Proceſſe zu geſtalten, ebenſo verſuchte man auch den Elektrophor in ähnlicher Weiſe
umzuformen. Die Maſchinen, die in ſolcher Art entſtanden, nennt man Infſuenz-
maſchinen oder nach Rieß Elektrophormaſchinen. Holtz und Töpler gelangten
beinahe gleichzeitig zur praktiſchen Ausführung dieſes Gedankens. Wie beim Elek-
trophor wird auch bei dieſen Maſchinen zuerſt ein Beſtandtheil derſelben durch
Reiben elektriſirt; dieſer elektriſirt durch Influenz andere Theile der Maſchine, die
abwechſelnd mit ihnen zuſammengebracht und dann wieder voneinander entfernt
[106] werden. Die Influenzmaſchinen unterſcheiden ſich aber dadurch vortheilhaft von dem
Elektrophor, daß die influenzirte Elektricität nicht blos zu den gewünſchten Zwecken
verwendet werden kann, ſondern überdies auch noch die dem andern Maſchinen-
theile urſprünglich ertheilte Elektricität vermehrt. Durch dieſes gegenſeitige Aufein-
anderwirken der influenzirenden und der influenzirten Elektricität wird die Wirkſamkeit
der Maſchine natürlich bedeutend geſteigert. Es mag hier ſchon darauf hingewieſen
werden, daß wir bei der Beſprechung der dynamoelektriſchen Maſchinen einen ähn-
lichen Proceß kennen lernen werden.

In Deutſchland hat jene Form der Influenzmaſchine die größte Verbreitung
gefunden, welche Holtz ihr gegeben hat. Sie iſt in Fig. 51 in perſpectiviſcher Anſicht
dargeſtellt. Als Baſis dient ihr ein ſolider, vierſeitiger Rahmen A B aus Holz.
Die beiden gut gefirnißten Glasſcheiben E F und C D ſind mit dieſem Rahmen in
folgender Weiſe verbunden. Die Glasſcheibe E F (die rückwärtige in der Figur) wird
an den drei Stellen d d e durch horizontale Arme feſtgehalten, kann aber in ihrer
Stellung zur Scheibe C D regulirt werden. Die horizontalen Arme enden nämlich
in Schrauben, deren Muttern d d e von mit Kerben verſehenen kreisrunden Holz-
ſcheibchen gebildet werden; in den Kerben dieſer Muttern iſt nun die Scheibe E F
[107] gelagert. Dreht man dieſe Muttern in dem einen oder andern Sinne, ſo muß
daher die Scheibe E F dementſprechend ihre Stellung gegen die Scheibe C D ändern;
dieſe Einrichtung ermöglicht alſo, die beiden Scheiben ſtets einander parallel zu
ſtellen. Einmal in dieſe Stellung gebracht, bleibt dann die Scheibe E F immer in
derſelben. E F iſt mit drei Ausſchnitten verſehen; der eine kreisrunde Ausſchnitt in
der Mitte dient dazu, um die Axe a b der Scheibe C D durchzulaſſen; die beiden
anderen Ausſchnitte, welche an den Enden eines Scheibendurchmeſſers liegen, befinden
ſich bei n und n'. Unterhalb n und oberhalb n' ſind die ſogenannten Belege m'
und m angebracht, beſtehend aus ovalen Papierſtücken, welche je einen in einer
Spitze endigenden Streifen aus demſelben Materiale tragen. Dieſe Spitzen ragen
in die Oeffnungen n n' der Scheibe E F hinein und ſind durch dieſe gegen die
Scheibe C D gerichtet. Die Scheibe C D (vordere in der Figur) ſitzt auf der horizon-
talen Axe a b und kann um dieſe in raſche Rotation gebracht werden. Hierzu dienen
die Rollen r, r' und r″ mit den dazu gehörigen Schnurläufen. Das letzte Rad r
trägt an einem Ende ſeiner Welle w w' die Kurbel k. Die rotirende Scheibe C D
beſitzt keine Ausſchnitte.

Den beiden Belegen m m' ſind Saugkämme, beſtehend aus einer größeren
Anzahl feiner Metallſpitzen, derart gegenübergeſtellt, daß die rotirende Glasſcheibe
C D mit geringem Spielraume zwiſchen dieſen Kämmen einerſeits und der feſtſtehenden
Glasſcheibe E F andererſeits durchrotiren kann. Die Saugkämme werden von den
Metallſtäben p g o und q g' o' gehalten, welche bei o und o' in horizontal durch-
bohrten Kugeln endigen. In dieſe Durchbohrungen ſind Metallſtäbe geſteckt, die bei
i i' Kugeln tragen, zur Befeſtigung von Leitungsdrähten wohl auch Klemmen beſitzen,
und an den nach außen gekehrten Enden mit iſolirenden Griffen h h' verſehen ſind.
Mit Hilfe dieſer kann man die beiden Stäbe in den horizontalen Durchbohrungen
der Kugeln o o' verſchieben und ſo die Kugeln i i', welche man die Pole der Maſchine
nennt, voneinander entfernen oder einander, auch bis zur Berührung, nähern.
Die Saugkämme ſammt dieſen Metallſtäben und Kugeln ſind an dem Geſtelle H H'
voneinander wohl iſolirt befeſtigt.

Um die Maſchine in Gang zu ſetzen, bringt man die beiden Kugeln i i'
zunächſt zur Berührung und theilt dann einer der beiden Belegungen m oder m'
eine gewiſſe elektriſche Ladung mit, indem man ſie mit einer vorher geriebenen Hart-
gummiplatte berührt. Gleichzeitig ſetzt man mit Hilfe der Kurbel k die Glasſcheibe
C D derart in raſche Rotation, daß die Drehung gegen die Spitzen der Papier-
belegung auf der feſtſtehenden Platte gerichtet iſt. Entfernt man dann durch Vermittlung
der iſolirenden Griffe h h' die beiden Pole i i' voneinander, ſo ſchlagen zwiſchen
dieſen beiden Funken über. Letztere kann man noch dadurch verſtärken, daß man eine
Kleiſt’ſche Flaſche mit den Metallſtäben q g' und p g in Verbindung ſetzt.

Die Vorgänge, welche ſich während der Thätigkeit der Maſchine in dieſer
abſpielen, ſind keineswegs ſehr einfacher Natur, und deshalb auch noch nicht ganz
vollkommen ergründet. Um eine Vorſtellung hierüber zu gewinnen, wollen wir an
der Hand der ſchematiſchen Zeichnung in Fig. 52 im Weſentlichen der von Rieß
gegebenen Erklärung folgen. Die beiden Kugeln i und i' ſtehen miteinander in
Berührung; der Belegung — m auf der feſtſtehenden Glasſcheibe E F wird negative
Elektricität mitgetheilt. Dieſe wirkt nun durch Influenz auf die drehbare Scheibe
C D und auf den Metallkamm p. Die Scheibe C D wird auf jener Seite, welche
der Belegung m zugekehrt iſt, poſitiv elektriſch, auf jener Seite, welche dem Saug-
kamm zugewandt iſt, negativ elektriſch. Die negative Elektricität auf m wirkt aber
[108] auch influenzirend auf das Leiterſyſtem p g i i' g' q, und zwar in der Art, daß die
poſitive Influenzelektricität in die Spitzen bei p gezogen, die negative jedoch durch
g g' in die Spitzen bei q zurückgeſtoßen wird. Die poſitive Influenzelektricität kommt
dann an den Spitzen p zum Ausſtrömen und tritt auf die Scheibe C D über. Dort
trifft ſie mit der durch die Belegung m auf der Scheibe C D erregten negativen
Influenzelektricität zuſammen und beide neutraliſiren ſich zum Theile. Der Ueberſchuß
der auf die Scheibe C D aus den Spitzen p übergeſtrömten poſitiven Elektricität
macht die Scheibe poſitiv elektriſch. Es ergiebt ſich alſo als Wirkung der negativen
Elektricität in m und der gegenüberſtehenden Spitzen bei p auf die Scheibe C D
das Reſultat, daß dieſe zwiſchen p und m auf beiden Seiten poſitiv elektriſch wird.

Wird nun die Scheibe C D in der Richtung des Pfeiles um ihre horizontale
Axe gedreht, ſo gelangen jene poſitiv elektriſchen Flächen zwiſchen den Kamm q und
die Belegung + m. In den Kamm g' wird aber, wie früher angegeben wurde, negative
Influenzelektricität gedrängt; dieſe ſtrömt von den Spitzen des Kammes auf die
Scheibe C D über, wird alſo, wenn durch die Drehung die poſitiv elektriſche Fläche
nach g gekommen iſt, dieſe poſitive Elektricität neutraliſiren und dann dieſelbe Fläche

negativ laden. Gleichzeitig iſt aber auch
die poſitiv elektriſche Fläche auf der
andern Seite der Scheibe, nämlich
jener, welche der feſtſtehenden Scheibe
E F zugewandt iſt, + m gegenüber
gekommen. Hier findet ſie die unelektriſche
mit einer Spitze verſehene Belegung + m
und wirkt auf dieſe in folgender Weiſe.
Sie erregt auf der Belegung poſitive
und negative Influenzelektricität; die
erſtere wird als gleichnamig in die Be-
legung zurückgeſtoßen, die letztere aber,
weil ungleichnamig, nach der Spitze der
Belegung gezogen. Hier kommt ſie zum
Ausſtrömen, geht auf die Scheibe C D über, neutraliſirt hier die poſitive Elektricität
und ladet die vorhin poſitiv elektriſche Fläche nun negativ. Das Reſultat der Ein-
wirkungen von der Belegung + m und dem Saugkamme q auf die Scheibe C D iſt
daher, daß die Scheibe C D auf beiden Seiten negativ elektriſch wird; gleichzeitig
hat die Belegung m' eine poſitive Ladung erhalten.

Es iſt einleuchtend, daß bei fortgeſetzter Drehung der Scheibe C D nach und
nach ſämmtliche Stellen der Scheibe die eben geſchilderten Einwirkungen erfahren
müſſen. Die eben betrachteten Flächenſtücke der Scheibe C D, welche ſich anfänglich
zwiſchen m und p befanden, erhielten dort poſitive Elektricität und behielten dieſelbe
bei, bis ſie zwiſchen + m und q angelangt waren. Da ſich dieſer Vorgang auf jedem
Theile der Scheibe abſpielen wird, welcher den Weg von m p nach m' q zurücklegt,
ſo muß offenbar die ganze obere Hälfte der Scheibe fortwährend poſitiv elektriſch
ſein. Setzt die Scheibe die Drehung in derſelben Richtung fort, ſo gelangen die in
Rede ſtehenden Flächentheile von + m q wieder nach m p; in + m q wurden ſie
aber negativ elektriſirt, folglich muß die ganze untere Hälfte der Scheibe, ſo lange
die Rotation dauert, negativ elektriſch ſein.

Was geſchieht nun, wenn die auf beiden Flächen negativ elektriſirte Scheibe
wieder zwiſchen m und p angelangt iſt? Die negative Elektricität auf der der feſt-
[109] ſtehenden Scheibe E F zugewandten Fläche tritt in Folge der Spitzenwirkung der
letzteren in die Belegung m über ¹⁾ und verſtärkt die negative Ladung der Belegung
m. Die negative Elektricität auf der dem Metallkamme p zugewandten Fläche der
Scheibe C F wird durch die aus p ausſtrömende poſitive Elektricität neutraliſirt
und die vorhin negativ elektriſche Scheibenfläche poſitiv elektriſirt. Die verſtärkte
negative Ladung von m wirkt nun abermals influenzirend auf die Scheibe C D und
den Kamm m. Der Vorgang hierbei iſt wieder derſelbe wie zu Beginn der Scheiben-
drehung, aber die Wirkung wird eine bedeutend ſtärkere ſein. Die Scheibe C D
wird alſo zwiſchen m und p abermals auf beiden Flächen poſitiv elektriſch, und zwar
ſtärker als bei der erſten Drehung, und dieſe poſitiv geladenen Flächen gelangen
dann neuerdings zwiſchen + m und q, wo wieder der vorhin angegebene Vorgang
ſtatt hat, aber ebenfalls in erhöhter Kraft.

Bei fortgeſetzter Drehung der Scheibe verſtärken ſich Urſache und Wirkung
gegenſeitig immer mehr und die Maſchine wird in kurzer Zeit zur vollen Wirkungs-
fähigkeit gebracht. Entfernt man nun die beiden Kugeln i und i' voneinander, ſo
geht zwiſchen beiden ein für das Auge faſt ununterbrochenes Funkenbüſchel über; in
Wirklichkeit tritt immer dann ein Funke auf, wenn die Dichte der poſitiven Elek-
tricität auf der Kugel i' und jene der negativen Elektricität auf i groß genug ge-
worden iſt, um den Widerſtand der zwiſchen beiden Kugeln befindlichen Luftſchichte
überwinden zu können. Bleiben hingegen beide Kugeln miteinander in Berührung,
ſo gleichen ſich beide Elektricitäten in dem Maße als ſie erregt werden in dem dann
ununterbrochenen Leiter g g' aus. Schaltet man bei auseinandergerückten Kugeln eine
Kleiſt’ſche Flaſche ein, ſo ſchlägt, je nach der Wirkſamkeit der Maſchine, in größeren
oder kleineren Zeitpauſen ein hell leuchtender Funke zwiſchen beiden Kugeln über
und verurſacht dabei einen Knall, der jenen einer Piſtole an Stärke übertreffen kann.

Die Influenzmaſchine iſt alſo an Wirkſamkeit dem Elektrophor beiweitem
überlegen, da letzterer, auch in großen Dimenſionen ausgeführt, doch nur bedeu-
tend ſchwächere und kürzere Funken giebt. Wir werden ſpäter, nämlich bei Be-
ſprechung der in galvaniſchen Batterien erregten Elektricität, erfahren, daß, um
ganz kleine Funken an den Enden der Poldrähte zu erhalten, ſchon eine ſehr
bedeutende Elementenanzahl erfordert wird. Andererſeits iſt aber die in dieſer
Weiſe erregte Elektricität, auch wenn nur wenige Elemente angewandt werden,
im Stande, gewiſſe Arbeiten zu leiſten, welche eine ganze Reihe von Influenz-
maſchinen zuſammengeſpannt nicht zu leiſten im Stande iſt. Des beſſeren Ver-
ſtändniſſes wegen dürfte es ſchon hier am Platze ſein, zu erklären, warum der
anſcheinend mächtige, mit Piſtolenknall überſpringende Funke der Influenzmaſchine
nicht im Stande iſt, eine Arbeit zu leiſten, welche wenige galvaniſche Elemente,
die an ihren Polenden nicht das geringſte Fünkchen überſpringen machen können, ſehr
leicht leiſten. Sind die beiden Pole i i' der Influenzmaſchine miteinander in Be-
rührung, ſo gleichen ſich, wurde früher geſagt, die durch Influenz erregten poſi-
tiven und negativen Elektricitäten im Leiter g g' aus; man ſagt dann, der Leiter
g g' iſt von einem elektriſchen Strome durchfloſſen. Verbindet man die Pol-
enden einiger galvaniſcher Elemente entſprechend miteinander, ſo fließt in dem
Verbindungsdrahte ebenfalls ein elektriſcher Strom. Unterbricht man im erſten
Falle den Leiter an irgend einer Stelle, ſo ſchlägt an dieſer ein mächtiger Funke
[110] über; unterbricht man den Leiter, der die Pole der galvaniſchen Elemente ver-
bindet, ſo tritt kein Funkenüberſchlagen ein. Die Urſache dieſes verſchiedenen Ver-
haltens liegt darin, daß im erſten Falle, alſo bei der Influenzmaſchine, ein äußerſt
ſchwacher elektriſcher Strom erregt wird, die erregte Elektricität aber eine bedeutende
Spannung hat, während im letzterwähnten Falle ein kräftiger Strom entſteht, der
aber eine ſo geringe Spannung beſitzt, daß er den Widerſtand auch der dünnſten
Luftſchichte nicht zu überwinden im Stande iſt.

Die Elektricität verhält ſich in beiden Fällen ähnlich wie das Waſſer in
nachſtehendem Beiſpiele. Ein ſehr dünner Waſſerſtrahl, etwa im Durchmeſſer von
1 Millimeter, ſchießt aus ſeiner engen Ausflußöffnung zu ſehr bedeutender Höhe,
etwa 10 Meter hoch, empor und fällt dann in ein weites Becken. Es iſt ein-
leuchtend, daß in dieſem Falle geraume Zeit verſtreichen wird, bis ſich das Becken
füllt. Nun nehmen wir aber eine ſehr weite Ausflußöffnung; jetzt wird das
Waſſer ſich kaum über ſeine Ausflußöffnung erheben, aber in kürzeſter Zeit das Becken
füllen. Die Anwendung dieſes Veiſpieles auf unſere beiden Elektricitätserreger iſt
nun einfach: der hoch aufſchießende Waſſerſtrahl aus der engen Oeffnung iſt der
kräftige Funke der Influenzmaſchine, der das Becken raſch füllende Waſſerſchwall
aus der weiten Oeffnung iſt der Strom der galvaniſchen Batterie.

Eine Holtz’ſche Influenzmaſchine kann Funken von der Länge des Drittels
oder der Hälfte des Scheibendurchmeſſers geben, entwickelt aber in einem Waſſer-
zerſetzungsapparate erſt in etwa 40 Stunden einen Cubikcentimeter Knallgas. Um
letzteres durch galvaniſche Elemente zu bewirken, bedarf es nur einer ſehr kurzen
Zeit und weniger Elemente. Hingegen geben 11.000 Chlorſilber-Elemente Funken
von nur 15 Millimeter Länge.

In neuerer Zeit hat A. Toepler Influenzmaſchinen conſtruirt, die an
Wirkſamkeit die Holtz’ſche Influenzmaſchine weit übertreffen. Er beſchrieb ſie ſelbſt
mit folgenden Worten: „Man ſtelle ſich vor, daß auf einer horizontalen Rotationsaxe
ſehr viele kleine Kreisſcheiben von Glas in kleinen Abſtänden voneinander befeſtigt
ſeien. In die engen Zwiſchenräume derſelben rage zu beiden Seiten der Maſchine
ein Syſtem wohl iſolirter Inductorenplatten (d. h. feſtſtehende Platten mit Belegungen)
hinein, jedoch ſo, daß dabei je ein Zwiſchenraum überſprungen wird. Es ſind
alſo auf jeder Seite nur halb ſo viel Inductoren, als die Anzahl der Kreisſcheiben
beträgt. In die noch unbeſetzten Zwiſchenräume greift rechts und links je ein Syſtem
horizontaler Spitzenkämme, mit den Spitzen gegen die Rotationsrichtung gekehrt.
Denkt man ſich die Inductoren rechts mit poſitiver, links mit negativer Elektricität
geladen, ſo wirkt jeder Inductor durch Influenz auf ſeine beiden Nachbarſcheiben;
ebenſo wirkt jeder Kamm doppelt. Verbindet man die Kammſyſteme durch einen
Draht, ſo muß in dieſem, entſprechend der wirkſamen Oberfläche, ein ſtarker Strom
entſtehen. Ich habe die Maſchine mit 20 kleinen Scheiben von nur 13 Centimeter
Radius ausführen laſſen, ſo daß ein Apparat entſtand, deſſen wirkſame Theile, abge-
ſehen vom Rotationsmechanismus, nur etwa 0·05 Kubikmeter Raum einnehmen.
Kleine Scheiben mit großer Rotationsgeſchwindigkeit halte ich für vortheilhaft, theils
aus techniſchen Gründen, hauptſächlich aber, damit die Spannung nicht größer
werde, als man ſie bei den meiſten Experimenten braucht.“

Toepler kuppelte einſt drei ſolche Maſchinen zuſammen und ließ ſie durch
einen Arbeiter in Bewegung ſetzen. Der Strom, welchen er hierbei bekam, erhielt
bereits einen 0·2 Millimeter dicken Platindraht beſtändig glühend und veranlaßte
eine bereits ſichtbare Waſſerzerſetzung. Allerdings würde zur Erzeugung von einem
[111] Cubikcentimeter Knallgas immerhin noch ein Zeitraum von beiläufig 38 Minuten
nöthig ſein. „Und doch, ſo geringfügig dieſe galvaniſchen Wirkungen auch ſein
mögen,“ ſagt Toepler, „vor zwanzig Jahren hätte man, um ſie zu erhalten,
einige hundert gute Reibungs-Elektriſirmaſchinen zuſammen in Thätigkeit ſetzen
müſſen.“

In Frankreich hat die Influenzmaſchine von Carré (Fig. 53) große Verbreitung
erlangt. Bei dieſer werden beide Scheiben, die influenzirende (der Inductor) ſowohl,
als auch die influenzirte, in Rotation verſetzt. Die Inductorſcheibe wird durch die
Reibung zwiſchen den beiden Reibkiſſen F F1 ſtets elektriſch erhalten und rotirt in ent-
gegengeſetzter Richtung und bedeutend langſamer wie die große Scheibe B. Der Antrieb
beider Scheiben erfolgt gemein-
ſchaftlich durch die Kurbel M,
den Schnurlauf und die dazu-
gehörigen Rollen. Die Axen der
beiden Scheiben ſind in den
Ständern a und b gelagert,
welche an ihren oberen Enden
den Conductor C tragen, mit
dem ein Saugkamm in Ver-
bindung ſteht; der zweite Saug-
kamm beſitzt eine beweglichen
Arm e d, welcher an dem oberen
Conductor angelegt oder von
ihm weggedreht werden kann.
Die Wirkungsweiſe dieſer Ma-
ſchine bedarf nach der vorhin
für die Holtz’ſche Maſchine ge-
gebenen keiner weiteren Er-
klärung.

So ſehr die Influenz-
maſchinen in ihrer Wirkſamkeit
den Reibungs-Elektriſirmaſchinen
überlegen ſind, theilen ſie mit
dieſen doch auch einige Nach-
theile. So wirkt z. B. namentlich
die Luftfeuchtigkeit ſehr ſtörend,
ſo zwar, daß die Maſchinen

häufig gar nicht in Thätigkeit zu bringen ſind. Dies iſt auch die Urſache, warum
Experimente vor einem großen Auditorium häufig mißlingen, da durch den Athmungs-
proceß ſo vieler Menſchen die Luft eines geſchloſſenen Raumes ſtark mit Feuchtigkeit
geſättigt wird. Toepler ſucht dieſen Uebelſtand dadurch zu beſeitigen, daß er die
ganze Maſchine auf einen Heizapparat ſtellt. Dieſer beſteht im Weſentlichen aus einem
doppelwandigen Blechkaſten, in deſſen Innerem einige Gasflämmchen brennen. Der
äußere Blechmantel iſt durchbrochen und ebenſo die Geſtellplatte der Influenzmaſchine,
ſo daß ein mäßig warmer Luftſtrom die Maſchine von unten umſtrömt, und alle
Theile derſelben gleichförmig umſpült. Dr. S. Th. Stein ſchließt zur Erreichung
desſelben Zweckes die ganze Influenzmaſchine in einen Glaskaſten ein und ſtellt in
deſſen Innerem einen kleinen Ventilator auf; dieſer ſaugt auf einer Seite die Luft
[112] aus dem Kaſten ein, zwingt ſie, durch eine Trockenröhre, d. h. eine Röhre gefüllt
mit Subſtanzen, welche begierig Waſſer anziehen, zu gehen und treibt die ſo ge-
trocknete Luft wieder in den Kaſten zurück. Die Bewegung der Influenzmaſchine
und des Ventilators wird durch einen kleinen, ebenfalls im Glaskaſten befindlichen
Motor bewirkt, deſſen Triebkraft ein elektriſcher Strom iſt. Hiermit iſt das Durch-
führen der Rotationswellen durch die Glaswand vermieden und dadurch der
Eintritt der äußeren Luft in den Glaskaſten ausgeſchloſſen.

Influenzmaſchinen, welche längere Zeit hindurch in Gebrauch waren, werden
aber auch noch durch eine andere Urſache unwirkſam. Die Scheiben belegen ſich
nämlich mit einer Staubſchicht, die nicht mehr durch einfaches Abwiſchen zu beſeitigen
iſt. Dann bleibt nichts Anderes übrig, als die Maſchine zu zerlegen, die Scheiben
gründlich zu reinigen und mit einem neuen Firnißüberzuge zu verſehen.

Apparate zur Anſammlung der Elektricität.

Reibungs-Elektriſirmaſchine und Influenzmaſchine geſtatten Elektricität in
größerer Menge zu erregen, und beide ſind auch mit Apparaten ausgerüſtet,
welche erlauben, die erregte Elektricität anzuſammeln. Es ſind dies die Conductoren.
Wir haben aber auch bei der Beſprechung der Reibungs-Elektriſirmaſchine erfahren,
daß die Anſammlung von Elektricität auf den Conductoren nur bis zu einem
beſtimmten Grade möglich iſt, und daß dann der Conductor ſeine Ladung nicht
mehr zu verſtärken vermag, wie viel Elektricität ihm von der Maſchine auch noch
zugeführt werden mag. Es wurde dort geſagt, daß der Zeitpunkt, von welchem an
die Ladung des Conductors nicht mehr zunehmen kann, dann eintritt, wenn das
Potentialniveau des Conductors ſo groß geworden iſt, daß die Saugſpitzen nicht
mehr wirken können. Ueberdies ſetzt auch noch die Zerſtreuung der Elektricität
durch die den Conductor umgebende Luft eine beſtimmte Grenze.

Hier giebt jedoch die Influenz ein Mittel an die Hand, größere Mengen
von Elektricität anzuſammeln oder aufzuſpeichern. Die Apparate, welche unter
Anwendung der Influenz eine ſolche Aufſpeicherung geſtatten, ſind der Condenſator,
die Kleiſt’ſche oder Leydener Flaſche und die Franklin’ſche Tafel; alle beruhen
darauf, daß zwei leitende Flächen einander parallel gegenübergeſtellt und vonein-
ander durch eine iſolirende Schicht getrennt werden. Bei der Ladung dieſer Apparate
wird ſtets die eine Fläche mit der Elektricitätsquelle, die andere mit der Erde
leitend verbunden; man nennt die erſte den Collector, die letztere den Con-
denſator.

Rieß hat dem Anſammlungsapparate eine ſehr einfache und namentlich zum
Studium der bei der Anſammlung ſtattfindenden Vorgänge geeignete Form gegeben;
ſie iſt in Fig. 54 in perſpectiviſcher Anſicht dargeſtellt. A iſt die durch eine Glas-
ſäule s iſolirt aufgeſtellte Collectorplatte, B die Condenſatorplatte. Die letztere iſt
am Fuße ihres gläſernen Trägers mit einem Gelenke g verſehen, welches geſtattet,
die Platte B von A weg und nach abwärts zu drehen. Der Träger der Platte A
ſitzt auf einem Rahmen r und kann mit dieſem auf der Theilung T verſchoben
werden. k iſt eine Klemmſchraube zur Aufnahme eines zuleitungsdrahtes für die
Elektricität. Die iſolirende Zwiſchenſchicht zwiſchen den beiden Platten bildet
die Luft.

Man dreht die Scheibe B nach abwärts und ſetzt die Platte A mit Hilfe
eines bei k befeſtigten Leitungsdrahtes mit einer Elektricitätsquelle in Verbindung.
[113] Von dieſer ſtrömt dann ſo lange Elektricität auf die Platte A, bis die Dichte der
Elektricität auf dem Leitungsdrahte jener der Elektricitätsquelle gleich geworden iſt;
dann hört jede weitere Zuſtrömung auf. Nun dreht man die Platte B wieder nach
aufwärts, ſo daß ſie in geringer Entfernung von der Platte A und parallel zu
ihr zu ſtehen kommt. Die Elektricität auf der Platte A wirkt jetzt influenzirend
auf die Platte B; ſie zieht die Influenzelektricität erſter Art auf jene Fläche der
Scheibe B, welche der Scheibe A zugewandt iſt, und ſtößt die Influenzelektricität
zweiter Art auf die andere Fläche, oder wenn die Platte B mit der Erde in
leitender Verbindung ſteht, in dieſe. Die Platte B beſitzt dann eine gewiſſe Menge
Influenzelektricität erſter Art; dieſe wirkt nun natürlich auch verändernd auf die
Vertheilung der Elektricität in der Platte A ein, und zwar in der Art, daß die
Elektricität der Platte A ſich mehr auf der der Scheibe B zugewandten Fläche
ausbreitet. Hierdurch wird aber
die Dichte auf der andern Fläche
der Scheibe und auch auf dem
Zuleitungsdrahte vermindert; die
Dichte auf letzterem iſt alſo
wieder geringer geworden, als
die Dichte der Elektricitätsquelle,
ſomit kann von letzterer neuer-
dings Elektricität durch den Draht
auf die Scheibe A überfließen.
Dieſer ſtärkeren Ladung der
Scheibe A entſpricht auch eine
kräftigere Influenzwirkung auf B
und daher muß auch hier die
Ladung durch Influenzelektricität
erſter Art zunehmen. Die Zu-
nahme der Influenzelektricität
hat aber neuerdings auf die
Vertheilung der Elektricität von
A Einfluß und wirkt abermals
verminderud auf die Dichte der
Elektricität des Zuleitungs-
drahtes, welcher hierdurch neuer-

dings in den Stand geſetzt wird, Elektricität von der Elektricitätsquelle der Collec-
torplatte A zuzuführen.

In dieſer Art findet eine immer ſtärkere Anhäufung von Elektricität auf dem
Collector und ſomit auch auf dem Condenſator ſtatt. Der Proceß läßt ſich jedoch
keineswegs beliebig lange fortſetzen, da ſchließlich, trotz der Anziehungskraft der
Influenzelektricität erſter Art auf der Condenſatorplatte, die Elektricität auf dem
Collector eine derartige Dichte erreicht, daß auch der mit dem Collector in Ver-
bindung ſtehende Leitungsdraht ſeine Dichte bis zu jener der Elektricitätsquelle
erhöhen muß; hiermit iſt dann der Anſammlung der Elektricität natürlich eine
Grenze geſetzt.

Das Ladungsvermögen eines derartigen Condenſators drückt man durch die
ſogenannte Verſtärkungszahl aus; man verſteht darunter jene Zahl, welche
angiebt, um wie vielmal mehr Elektricität die Collectorplatte aufnehmen kann,
Urbanitzky: Elektricität. 8
[114] wenn ihr die Condenſatorplatte gegenüberſteht, als wenn letzteres nicht der Fall
iſt, die Collectorplatte alſo als einfacher Leiter benützt wird. Die Verſtärkungs-
zahl iſt hiernach der Quotient der Potentialwerthe der betreffenden Metallplatte
vor und während der Gegenüberſtellung einer Condenſatorplatte. Die Größe der
Verſtärkungszahl verſchiedener Condenſatoren hängt von verſchiedenen Umſtänden
ab; ſie wird geringer, wenn die Entfernung zwiſchen den beiden Platten vergrößert
wird, ſie wird größer, wenn man den Zuleitungsdraht zur Collectorplatte erheblich
verkürzt; ebenſo wirkt die Vergrößerung der Platten. Man erhält auch eine ſtärkere
Ladung, wenn man die Elektricität auf die Mitte der Platte leitet, als wenn der
Zuleitungsdraht an ihrem Rande befeſtigt wird. Ferner iſt auch die iſolirende
Zwiſchenſchicht von Einfluß. Erſetzt man die Luftſchicht zwiſchen beiden Platten
durch einen feſten Iſolator, ſo bekommt man eine ſtärkere Ladung der Platten,
weil ſowohl die Zerſtreuung durch die Luft entfällt, als auch dem Ueberſchlagen
eines Funkens durch einen ſtarren Iſolator ein größerer Widerſtand entgegengeſetzt
wird wie durch die Luftſchicht. Bei Anwendung eines ſtarren Iſolators ziehen ſich
die beiden Elektricitäten von den Metallplatten auf die oberſten Schichten des
Iſolators und kommen dadurch einander näher.

Wendet man als Schicht zwiſchen den beiden Platten des Condenſators
ſtarre Iſolatoren an, ſo äußert auch die Verſchiedenheit der Subſtanz der letzteren
eine Einwirkung auf die Ladung des Condenſators; dieſe Thatſache wurde zuerſt
von Faraday beobachtet, und dieſer nannte die Eigenſchaft eines Iſolators, unter
ſonſt gleichen Umſtänden in Folge ſeiner chemiſchen Zuſammenſetzung auf die Ladung
der Platten verändernd einzuwirken, die Dielektricität. Unter Dielektricitäts-
conſtante eines Iſolators verſteht man die Zahl, welche angiebt, um wie viel-
mal größer die Ladung der Platten wird, wenn als Zwiſchenſchicht an Stelle der
Luft dieſer Iſolator zur Anwendung kommt; hierbei iſt natürlich vorausgeſetzt,
daß die übrigen Umſtände, welche auf die Ladung der Platten Einfluß ausüben
können, nicht geändert werden.

Boltzmann hat dieſe Verhältniſſe eingehend unterſucht und hierbei als
Dielektricitätsconſtante folgende Zahlen gefunden:

• für Schwefel 3·84
• „ Colophonium 2·55
• „ Paraffin 2·32
• „ Ebonit 3·15

Die Dielektricitätsconſtante z. B. für Ebonit beträgt 3·15, heißt alſo, wenn
zwiſchen den beiden Platten des Condenſators eine Ebonitſcheibe an Stelle der
Luftſchicht angewandt wird, ſo kann man die Ladung des Condenſators im erſten
Falle 3·15 mal ſtärker erhalten als im letzten. Da Schwefel, Paraffin u. ſ. w.
verſchieden auf die Ladung der Platten einwirken, muß offenbar in dieſen Körpern
ſelbſt ein elektriſcher Vorgang ſtattfinden. Als Träger dieſes Vorganges betrachtet
man die Moleküle des Iſolators und nimmt an, daß durch die Einwirkung der
elektriſchen Platten die Elektricität jedes Moleküles ſo vertheilt wird, daß ſeine
poſitive Elektricität ſich an das Ende des Moleküles begebe, welches der negativ
elektriſchen Platte zugewandt iſt, und die negative Elektricität des Moleküles ſich
an jenem Ende anſammle, welches der negativ elektriſchen Platte am nächſten ſteht.
Es werden dann alſo alle Moleküle des Iſolators ihre poſitiv elektriſchen Enden
der negativ elektriſchen Platte, ihre negativ elektriſchen Enden der poſitiv elektriſchen
[115] Platte zuwenden. Man nennt dieſen Zuſtand die dielektriſche Polariſation.
Boltzmann hebt hervor, daß ſich dieſe von den durch Leitung hervorgerufenen Er-
ſcheinungen weſentlich unterſcheide, da durch die Polariſation nie ein Strom entſtehe,
vielmehr die Bewegung der Elektricität mit der Herſtellung der Polariſation auch zu
Ende ſei; hierzu, alſo zum Richten der Moleküle, genüge aber eine unmeßbar kurze Zeit.

Wir hätten dieſe doch ſchon etwas ſubtileren Erſcheinungen nicht in den Kreis
unſerer Betrachtungen einbezogen, wenn es nicht Boltzmann gelungen wäre, zwiſchen
den Dielektricitätsconſtanten und der Lichtbrechung (richtiger dem Brechungsexponenten
und dem Coëfficienten der magnetiſchen Induction) eine äußerſt intereſſante Beziehung
aufzufinden. Allerdings können wir auf dieſe Beziehung nicht näher eingehen, wollen
aber doch darauf hinweiſen, daß dieſe wichtige Entdeckung einen
inneren Zuſammenhang zwiſchen dem Weſen des Lichtes und der
Elektricität erkennen läßt und ſomit geeignet iſt, uns der
Erkenntniß der Elektricität ſelbſt näher zu bringen. Dieſe
Beziehungen machen es wahrſcheinlich, daß die Elektricität eine
Bewegung des Aethers oder dieſer ſelbſt ſei.

Die Anwendung des Condenſators iſt eine zweifache:
man benützt ihn entweder dazu, Ekektricität von äußerſt ge-
ringer Dichtigkeit ſo weit zu verdichten, daß ſie bequem und
ſicher meßbar wird, oder zur Anſammlung von Elektricität,
welche eine kräftige Quelle liefert, und wozu ein gewöhnlicher
Leiter nicht mehr ausreicht. Apparate letzterer Art ſind die
Franklin’ſche Tafel und die Kleiſt’ſche Flaſche.

Zum Nachweiſe von Elektricitäten geringer Dichtigkeit
wurde der Condenſator zuerſt von Volta angewandt. Er
beſteht aus zwei gleich großen Metallplatten, welche an je einer
Fläche mit einem iſolirenden Firniß überzogen ſind. Mit dieſen
Flächen werden ſie aufeinander gelegt und dann bilden die
beiden Firnißüberzüge die iſolirende Zwiſchenſchicht. Gewöhnlich
wird eine der Metallplatten gleich auf den Zuleitungsſtift eines
Elektroſkopes aufgeſchraubt, während die zweite Platte mit
einem iſolirenden Glasgriffe verſehen iſt (Fig. 55). Hat man
einen Körper, deſſen elektriſche Dichte ſo gering iſt, daß ſie
mit Hilfe eines Elektroſkopes ſich nicht mehr direct nachweiſen
läßt, zu prüfen, ſo bedient man ſich des Condenſators in

folgender Weiſe: Man bringt die abhebbare Platte auf die an dem Elektroſkope
befeſtigte, wobei man die Vorſicht beobachten muß, jede Reibung zu vermeiden,
da ſonſt hierdurch die Firnißſchicht der Platte ſelbſt elektriſch würde; dann legt
man den zu prüfenden Körper an die untere Platte an, während man gleichzeitig
die obere Platte ableitend berührt. Erſtere erhält hierdurch Elektricität, welche
gleichnamig iſt mit jener des zu prüfenden Körpers, letztere wird durch Influenz
entgegengeſetzt elektriſch. Man hat alſo die untere Platte als Collector, die obere
als Condenſator benützt; man kann jedoch ebenſo gut die untere als Condenſator
und die obere als Collector verwenden, nur darf dann nicht vergeſſen werden,
daß das Elektroſkop entgegengeſetzte Elektricität anzeigt als der Körper beſitzt. In
jedem Falle hebt man nach der Ladung die obere Platte an dem iſolirenden Griffe
ab, worauf ſich die Elektricität der unteren Platte auf dieſer und den damit in
Verbindung ſtehenden Goldblättchen ausbreitet.

Dieſes Verfahren erlaubt, nicht nur ſehr geringe Elektricitätsmengen überhaupt
nachzuweiſen, ſondern es geſtattet auch, mit Hilfe eines zweiten Verſuches die Art des
elektriſchen Zuſtandes zu beſtimmen. Wie wir bereits erfahren haben, genügt hierzu
die Annäherung einer geriebenen Glas- oder Harzſtange an das Elektroſkop. Hat
man jedoch Meſſungen auszuführen, ſo genügt hierzu der eben beſchriebene Apparat
keineswegs. Dazu bedient man ſich des von Kohlrauſch angegebenen Inſtrumentes,
deſſen Abbildung wir in Fig. 56 vorführen. Zwei Meſſingſcheiben t t im Durch-
meſſer von beiläufig 15 Centimeter ſind an horizontalen Stäben befeſtigt und
dieſe durch Schellack in die aus gut ausgetrocknetem Holze verfertigten Träger b
und c eingekittet. Die Scheiben ſind auf den einander zugewandten Flächen ver-
goldet, die Enden der Stäbe mit Klemmſchrauben zur Aufnahme der Leitungsdrähte
verſehen. Die Träger mit ihren Fußplatten ruhen auf der Grundplatte a des
ganzen Apparates, welche durch Stellſchrauben horizontal geſtellt werden kann.
Der Träger b läßt ſich gegen den Träger c verſchieben, zu welchem Behufe er

an der Unterſeite ſeiner Fußplatte zwei Gabeln trägt, welche ein dreiſeitiges, auf
a befeſtigtes Stahlprisma umfaſſen; außerdem, um ein Umkippen auszuſchließen,
ſchleifen zwei in der Fußplatte angebrachte Stellſchrauben noch auf zwei Meſſing-
ſtreifen, die an der Grundplatte a angebracht ſind. Eine ſeidene Schnur, mit ihrem
einen Ende an b befeſtigt, dann über zwei Rollen laufend, trägt am anderen Ende
ein Gewicht und ſtrebt durch dieſes den Träger b gegen c zu bewegen. Die Aus-
führung dieſer Bewegung wird durch eine bei d angebrachte Feder ſo lange ge-
hindert, als dieſe nicht gehoben wird. Der Hangriff e dient dann dazu, die
Bewegung zu mäßigen oder auch, um b von c zu entfernen.

Der Träger c geſtattet keine fortſchreitende Bewegung gegen b, ſondern beſitzt
nur Vorrichtungen, um die an ihn befeſtigte Condenſatorplatte parallel zur Con-
denſatorplatte des Trägers b ſtellen zu können. Zu dieſem Zwecke iſt der Träger c
durch Schraube und Mutter bei f ſo befeſtigt, daß er ſich um dieſe drehen und
auch ein klein wenig neigen kann. Die Drehung, alſo die Bewegung der Fußplatte in
einer horizontalen Ebene, wird durch die Druckſchraube k und die ihr entgegenwirkende
Feder i bewirkt; die Neigung kann durch eine bei g befindliche Druckſchraube und
die dieſer entgegenwirkende Feder bei h verändert werden. Eine ſeitliche Neigung
[117] wird durch die Stellſchrauben beſeitigt, welche auf den Meſſingſtreifen der Grund-
platte a befeſtigt ſind.

Um die Condenſatorplatten ſtets genau auf dieſelbe Diſtanz einander nähern
zu können, iſt an dem Träger b ein Anſchlag m angebracht, während der Träger c
die Schraube n beſitzt. Man ſchiebt dann den Träger b ſo lange gegen c, bis
der Anſchlag m den Kopf der Schraube n berührt. Durch Drehen der Schraube n
kann dann natürlich im Vorhinein die Entfernung der Condenſatorplatten nach
Belieben beſtimmt werden.

Zu Meſſungen bedient man ſich des Apparates in folgender Weiſe: Man
führt die Condenſatorplatten gegeneinander, verbindet die eine durch den Zuleitungs-
draht mit der Elektricitätsquelle, welche zu prüfen iſt, die andere mit der Erde;
hierbei ſind die beiden Platten einander genähert. Dann entfernt man ſie von-
einander, wobei ſie in einen Abſtand von beiläufig 0·1 Meter kommen, und entladet
die Condenſatorplatte. Dieſe Entfernung von 0·1 Meter iſt hinreichend groß, um
eine Einwirkung beider Platten aufeinander auszuſchließen. Die Collectorplatte wird
dann in der Weiſe auf ihre Elektricität unterſucht, wie dies bereits früher bei der
Meſſung elektriſcher Ladungen angegeben wurde.

Als zweite Verwendungsart des Condenſators wurde ſeine Benützung zur
Anſammlung einer größeren Elektricitätsmenge, als ein Leiter an und für ſich
aufzunehmen im Stande iſt, bezeichnet. Hierzu dienen die Kleiſt’ſche Flaſche
(Leydener Flaſche) und die Franklin’ſche Tafel. Letztere kommt ihrer unbequemen
Form und leichten Zerbrechlichkeit wegen nur mehr wenig in Anwendung. Die Er-
findung der Verſtärkungsflaſche durch den Prälaten v. Kleiſt in Kammin wurde bereits
mitgetheilt (S. 14); dem können wir jetzt beifügen, daß Kleiſt noch nicht wußte, worauf
es bei der Wirkung der Flaſche ankommt. Wohl aber erkannte Musſchenbroek,
daß die Leiter (Waſſer oder Queckſilber in der Flaſche und die Hand auf ihrer
äußeren Fläche) auf den beiden Seiten des Iſolators (Glaſes) Beſtandtheile ſind,
die nicht fehlen dürfen. Nollet ſtudirte dann eingehend das Verhalten der Flaſche
und nannte ſie, wie wir wiſſen, Leydener Flaſche.

Die elektriſche Flaſche hat ſeit dieſer Zeit die verſchiedenſten Geſtalten be-
kommen. Eine recht zweckmäßige und gegenwärtig gebräuchliche Form iſt in Fig. 57
abgebildet. Ein cylindriſches, ſtarkwandiges Glas iſt an ſeiner Innen- und Außen-
fläche mit Stanniol überklebt, ſo zwar, daß am oberen Rande ein mäßig breiter
Streifen des Cylinders frei bleibt. Dieſen läßt man dann entweder ſo wie er iſt
oder man verſieht ihn wohl auch mit einem Siegellackfirniſſe. In den Cylinder
hinein ſtellt man einen Dreifuß aus Meſſingdraht, deſſen untere Enden zweckmäßig
mit Metalllitzen verſehen werden, um einen guten Contact zwiſchen dem Dreifuße
einerſeits und der Belegung im Inneren des Cylinders andererſeits zu ſichern.
Oben vereinigen ſich die horizontalen Theile des Dreifußes in einer Meſſingkugel,
die ihrerſeits einen abermals mit einer Meſſingkugel verſehenen Meſſingſtab trägt.
Dieſe Vorrichtung iſt auf der linken Seite der Figur getrennt von der Flaſche
gezeichnet.

Eine Kleiſt’ſche Flaſche kann man ſich ſelbſt ſehr leicht herſtellen in der Form,
wie ſie die Fig. 58 zeigt. Man benützt dazu eine gewöhnliche Medicinflaſche, über-
zieht dieſe an der Außenfläche mit Stanniol, ſo daß der Hals und das obere Stück
des cylindriſchen Theiles frei bleiben und verſieht die Innenſeite bis zur ſelben
Höhe mit irgend einem Metallpulverüberzuge, alſo z. B. mit Eiſenfeile. Man
bewirkt letzteres, indem man in die Flaſche eine hinreichende Menge aufgelöſtes
[118] arabiſches Gummi bringt und durch entſprechendes Drehen der Flaſche ihre ganze
Innenfläche, mit Ausnahme des oben freizulaſſenden Raumes, benetzt. Dann
ſchüttet man Metallpulver hinein, dreht die Flaſche neuerdings und läßt den
Ueberſchuß des Pulvers wieder herausfallen. Die Innenfläche erſcheint dann an
allen Stellen, welche durch die Gummilöſung benetzt wurden, mit dem Metallpulver
überzogen. Iſt der Ueberzug getrocknet, ſo verſchließt man die Flaſche durch einen
Korkſtöpſel, welchen man in der Mitte durchbohrt hat. In dieſe Durchbohrung
wird dann ein Metalldraht geſteckt, der oben eine Kugel trägt und mit ſeinem
unteren Ende das Metallpulver entweder direct oder durch Vermittlung angeknüpfter
Metalllitzen berührt. Der Glasrand ohne Belegung kann ebenfalls mit einer Löſung
von Siegellack in ſtarkem Weingeiſte überſtrichen werden.

Die Ladung einer Flaſche wird gewöhnlich in der Weiſe bewerkſtelligt, daß
man ſie bei der äußeren Belegung in die Hand nimmt und die Kugel an den
Conductor der Elektriſirmaſchine anlegt. Die Elektricität des Conductors ſtrömt
dann auf die Kugel der Flaſche und gelangt durch den die Kugel tragenden
Metallſtab auf die innere Belegung. Hier wirkt die Elektricität influenzirend auf
die äußere Belegung, zieht die Influenz-Elektricität erſter Art an und hält ſie feſt,
während die Influenz-Elektricität zweiter Art durch die Hand und den menſchlichen
Körper in die Erde zurückgeſtoßen wird. Natürlich kann man auch die äußere
Belegung durch einen Draht mit der Erde in leitende Verbindung ſetzen, ſtatt ſie
mit der Hand zu halten. In beiden Fällen bildet die innere Belegung die Collector-
platte und die äußere die Condenſatorplatte. Man ſagt, die Flaſche iſt poſitiv
geladen, wenn man der inneren Belegung poſitive Elektricität zugeführt hat, wenn
alſo die Kugel der Flaſche mit dem poſitiven Conductor einer Elektriſirmaſchine in
Verbindung ſtand. Selbſtverſtändlich kann aber auch der negative Conductor zur
Ladung benützt werden; dann iſt die Flaſche negativ geladen.

Die Franklin’ſche Tafel iſt in Fig. 59 abgebildet. Das hölzerne Geſtell h
trägt eine Glastafel g, welche bis auf einen einige Centimeter breiten Rand beider-
ſeits mit Stanniol s s belegt iſt. Der Rand kann blank gelaſſen oder mit einem
Firnißüberzuge verſehen werden. Um die Tafel zu laden, wird die Belegung der
einen Fläche mit der Elektricitätsquelle in Verbindung geſetzt, während man von
der andern Belegung einen Draht zur Erde führt. Um letzteres bequem in der
Hand zu haben, iſt an dem Holzrahmen bei l ein Charnier angebracht, in welchem
ſich der mit einer Kugel verſehene Meſſingarm k l dreht; nach unten trägt das
Charnier ein Häkchen zur Aufnahme des Leitungsdrahtes. Wird die Kugel k in
die punktirt gezeichnete Stellung gedreht, ſo berührt ſie die Stanniolbelegung und
vermittelt dadurch die Ableitung der Elektricität zur Erde. In dem Verhalten bei
der Ladung und Entladung zeigt ſich zwiſchen der Franklin’ſchen Tafel und der
Kleiſt’ſchen Flaſche kein Unterſchied.

Um ſehr kräftige Ladungen zu erhalten, kann man ſich natürlich auch ſehr
großer Tafeln oder Flaſchen bedienen, da, wie bei
Erklärung des Condenſators geſagt wurde, die
Verſtärkungszahl mit der Größe der Metallplatten,
alſo hier der Belegungen, zunimmt. Es wurden
auch in der That ſchon Flaſchen von ganz be-
deutender Größe hergeſtellt; doch iſt nicht nur deren
Handhabung eine unbequeme, ſondern die Vergröße-
rung kann auch begreiflicherweiſe nicht beliebig weit
getrieben werden. Es wird daher, wenn man ſehr
kräftiger Ladungen bedarf, ein anderer Weg ein-
geſchlagen. Dieſer beſteht darin, daß man an Stelle
einer Flaſche deren mehrere nimmt und ihre Belegun-
gen untereinander verbindet. In dieſem Falle wird
eine größere Anzahl von Flächen geladen und folglich
muß man auch eine größere Wirkung erhalten. Dabei
darf man aber nicht außer Acht laſſen, daß die Ver-
ſtärkungszahl mit der Größe der wirkſamen Fläche
wächſt, daß es alſo für die Wirkung nicht gleich-

giltig ſein kann, ob man eine große oder viele
kleine Flächen anwendet. Es wird vielmehr eine beſtimmte Anzahl kleiner Flaſchen,
deren innere Belegungen ebenſo untereinander leitend verbunden ſind wie deren
äußere, ſchwächer wirken wie eine große Flaſche, deren wirkſame Fläche gleich iſt
der Summe der wirkſamen Flächen aller kleinen Flaſchen. Dabei verſteht man unter
der wirkſamen Fläche die innere Belegung einer Flaſche. Eine ſolche Zuſammen-
ſtellung von Flaſchen — elektriſche Batterie — wird alſo, gleiche wirkſame Fläche
vorausgeſetzt, eine deſto kräftigere Ladung geſtatten, je geringer die Anzahl der
Flaſchen iſt, oder, was hier dasſelbe bedeutet, je größer die einzelnen Flaſchen
ſind. Ferner kann man beiläufig annehmen, daß bei gleich großen Flaſchen die
Ladungsfähigkeit der Batterie im geraden Verhältniſſe mit der Zahl der Flaſchen
wächſt, daß alſo z. B. acht Flaſchen eine viermal ſo große Ladung ermöglichen
als zwei Flaſchen.

Eine zweckmäßige und bequem zu handhabende Zuſammenſtellung von Flaſchen
zu einer Batterie zeigt Fig. 60. Ein auf Glasfüßen ruhender Tiſch iſt auf der
Oberſeite ſeiner Platte mit Meſſingſtreifen derart belegt, daß dieſe die äußeren
[120] Belegungen der darauf geſtellten Flaſchen ſämmtlich leitend untereinander verbinden.
Die Kugeln der Flaſchen ſelbſt tragen Bügel aus Meſſing, die gleichfalls in Kugeln
endigen und an den Kugeln der Flaſchen drehbar befeſtigt ſind. Die in der Mitte
des Tiſches ſtehende Flaſche beſitzt eine bedeutend größere Kugel (B) wie die
übrigen, und an dieſe werden die vorhin erwähnten Bügel der im Kreiſe ſtehenden
Flaſchen angelegt. Hierdurch iſt auch die Verbindung der inneren Belegungen
ſämmtlicher Flaſchen untereinander hergeſtellt. Will man eine geringere Flaſchenzahl
benützen, ſo hat man blos die Metallbügel der überzähligen Flaſchen ſo weit zu
drehen, daß ſie von der mittleren Kugel hinlänglich weit entfernt ſind, um ein
Funkenüberſchlagen hintanzuhalten.

Um die Batterie zu laden, legt man den auf der Kugel B angebrachten, in
einer kleinen Meſſingkugel endigenden Arm an den Conductor A einer Elektriſir-
maſchine und verbindet die äußeren Belegungen der Flaſchen leitend mit der Erde.
Zu dieſem Behufe geht einer der Meſſingſtreifen auf der Oberfläche des Tiſches
bis an den Rand desſelben und trägt dort ein Häkchen, in welches der ableitende
Draht eingehängt wird (auf der linken Seite der Zeichnung ſichtbar).

Die Batterie iſt dann vollſtändig geladen, wenn ihr ſo viel Elektricität
zugeführt worden iſt, als alle Flaſchen zuſammengenommen faſſen können. Braucht
alſo eine Flaſche zu ihrer Ladung mit einer beſtimmten Elektricitätsquelle eine
beſtimmte Anzahl von Secunden, ſo brauchen alle Flaſchen zuſammen eben ſo oft-
[121] mal dieſe Anzahl Secunden, als die Batterie Flaſchen beſitzt. Man kann jedoch
auch die ganze Batterie in der Anzahl von Secunden, welche nur eine Flaſche
braucht, laden, alſo die Ladungszeit erheblich abkürzen, wenn man die Flaſchen in
einer andern als der angegebenen Weiſe miteinander verbindet. Man ſtellt ſie
nämlich iſolirt voneinander und von der Erde auf, führt dann einen Leitungsdraht
von der äußeren Belegung der erſten Flaſche zu der inneren der zweiten Flaſche,
einen Leitungsdraht von der äußeren Belegung der zweiten Flaſche zur inneren
Belegung der dritten Flaſche u. ſ. w. bis zur letzten Flaſche, deren äußere Be-
legung mit der Erde in leitende Verbindung geſetzt wird. Der inneren Belegung
der erſten Flaſche führt man dann die Elektricität, welche von der Elektriſirmaſchine
geliefert wird, zu. Eine derartig angeordnete Flaſchenbatterie nennt man Cascaden-
batterie.

Führt man bei der Cascadenanordnung der inneren Belegung der erſten
Flaſche Elektricität zu, z. B. poſitive, ſo wirkt dieſe bekanntlich influenzirend auf
die äußere Belegung; letztere wird negativ elektriſch werden und die poſitive
Influenzelektricität fließt durch den Verbindungsdraht auf die innere Belegung der
zweiten Flaſche ab. Die poſitive Elektricität auf der inneren Belegung der zweiten
Flaſche wirkt nun abermals vertheilend auf die äußere Belegung dieſer Flaſche,
bindet dort die negative Elektricität und treibt die poſitive auf die innere Belegung
der dritten Flaſche u. ſ. w.; die poſitive Influenzelektricität der äußeren Belegung
der letzten Flaſche fließt endlich zur Ende ab. Da auf guten Leitern die Influenz-
wirkung in unmeßbar kurzer Zeit erfolgt, werden daher alle Flaſchen, alſo die
ganze Batterie, in jener Zeit ihre volle Ladung erreicht haben, in welcher die erſte
Flaſche vollſtändig geladen iſt.

Vergleicht man jedoch die Stärke der Geſammtladungen der Batterien in
der einen mit jener in der andern Verbindungsweiſe der Flaſchen, ſo findet man,
daß die Geſammtladung in der Cascadenbatterie eine geringere Stärke beſitzt, als
jene der gewöhnlichen. Es hat dies darin ſeinen Grund, daß mit Ausnahme der
erſten alle übrigen Flaſchen nur durch Influenzwirkung geladen werden.

Die Ladungsfähigkeit einer Batterie, beziehungsweiſe einer Flaſche hängt
aber nicht blos von den eben erörterten Bedingungen ab, ſondern ſie wird auch
noch durch die Dicke des Glaſes beeinflußt. Eine Flaſche wird unter ſonſt gleichen
Umſtänden eine deſto ſtärkere Ladung annehmen können, je dünner das Glas iſt.
Man darf jedoch, in der Abſicht die Flaſche wirkſamer zu machen, keine allzu dünnen
Gläſer nehmen, da ſonſt die Anziehung zwiſchen den beiden entgegengeſetzten
Elektricitäten beider Belegungen ſo kräftig wird, daß ſie den Widerſtand des
Iſolators überwindet und beide Elektricitäten ſich durch das Glas hindurch aus-
gleichen. An der Stelle, an welcher der Ausgleich erfolgt, erſcheint dann das
Glas durchbohrt und die Flaſche iſt in dieſem Zuſtande unbrauchbar. Sie kann
wieder verwendet werden, wenn man die beiderſeitige Stanniolbelegung im Umkreiſe
der Durchſchlagſtelle entfernt.

In Fig. 60 iſt links unten ein kleiner Apparat abgebildet, deſſen Zweck
noch zu erklären iſt. Er führt den Namen Lane’ſche Maßflaſche und dient zur
Beſtimmung der mittleren Dichtigkeit der in der Batterie angeſammelten Elektricität.
Jeder Dichte, alſo auch jedem beſtimmten Potentialwerthe der Elektricität auf einem
Körper entſpricht eine beſtimmte Schlagweite des auf einen genäherten Leiter über-
ſpringenden Funkens. Sonach kann, wenn die Schlagweite unverändert bleibt, die
Zahl der überſchlagenden Funken zur Meſſung der mittleren Dichtigkeit verwendet
[122] werden. Dieſe Art der Meſſung hat jedoch den Uebelſtand, daß hierbei gleichzeitig
auch die Batterie entladen wird. Dieſer Mangel kann aber in nachſtehender Weiſe
beſeitigt werden. Bekanntlich iſt die Menge der Influenzelektricität unter ſonſt
gleichen Umſtänden der erregenden Elektricität proportional. Benützt man daher
zur Meſſung einer Ladung die Influenzelektricität zweiter Art, welche gewöhnlich
in die Erde abgeleitet wird, ſo kann man die Dichte beſtimmen, ohne die Batterie
gleichzeitig zu entladen. Dies iſt nun auch der Zweck der Lane’ſchen Maßflaſche.
Sie beſteht aus einer Kleiſt’ſchen Flaſche E (Fig. 60), welche auf einer leitenden
Unterlage aufgeſtellt wird. In ihrer unmittelbaren Nähe iſt ein Glasſtab befeſtigt,
der die Meſſinghülſe D trägt. In dieſer läßt ſich ein Meſſingſtab horizontal
verſchieben, ſo daß die an einem Ende des Stabes befindliche Kugel der Kugel
der Kleiſt’ſchen Flaſche mehr oder weniger genähert werden kann. Das andere
Ende des Stabes iſt mit einem Häkchen oder beſſer mit einem Ringe verſehen,
an welchem ein dünner Draht F befeſtigt iſt, welcher zu einem Ringe an der Metall-
platte führt, die der Flaſche als Unterlage dient. Die Kugel der Flaſche, alſo
deren innere Belegung, iſt durch den Draht C mit der äußeren Belegung der
Batterie leitend verbunden. Letztere ſteht in dieſem Falle mit der Erde in keiner
leitenden Verbindung.

Führt man der inneren Belegung der Batterie durch die Kugel B die poſitive
Elektricität des Conductors A der Elektriſirmaſchine zu, ſo erregt dieſe beiderlei
Influenzelektricitäten auf den äußeren Belegungen der Flaſchenbatterie. Die Influenz-
elektricität erſter Art, in unſerem Falle negative Elektricität, wird an der äußeren
Belegung feſtgehalten, die Influenzelektricität zweiter Art, alſo die poſitive, fließt
durch den Draht C zur inneren Belegung der Maßflaſche E. Dort erregt ſie auf
der äußeren Belegung abermals Influenzelektricität, welche ſich durch den Draht F
auch auf den horizontalen Meſſingſtab und ſeine Kugel ausbreiten muß. Iſt die
Entfernung der beiden Kugeln der Maßflaſche voneinander feſtgeſtellt, ſo wird bei
einer beſtimmten Ladung der Maßflaſche dieſe ſich entladen. Im überſpringenden
Funken gleichen ſich nun die beiden entgegengeſetzten Ladungen auf den Belegungen
der Maßflaſche aus; dadurch wird aber auch die in der Batterie erregte Influenz-
elektricität zweiter Art vernichtet und deshalb wird auch die Batterie bei An-
wendung der Maßflaſche nicht mit der Erde leitend verbunden. Behält man die
Stellung beider Kugeln der Lane’ſchen Flaſche bei, ſo wird deren Selbſtentladung
immer bei derſelben Stärke ihrer Ladung eintreten. Die Zahl der überſchlagenden
Funken kann daher als Maß der mittleren Dichte in der Batterie benützt werden,
indem man die Zahl der überſpringenden Funken durch die Anzahl der Flaſchen
in der Batterie dividirt. Die Einheit bei dieſer Maßbeſtimmung bildet hierbei
natürlich jene Elektricitätsmenge, welche zugeführt werden muß, um ein einmaliges
Ueberſchlagen des Funkens zu bewirken.

Bei dieſer Art Meſſung ſind jedoch einige Vorſichten zu beobachten. So
darf die Batterie nicht in der Weiſe geladen werden, daß man vom Conductor
der Elektriſirmaſchine Funken überſchlagen läßt, ſondern die Zuleitung muß mit
dem Conductor einerſeits und der Batterie andererſeits in ununterbrochener leitender
Berührung ſein. Iſt dies nicht der Fall, ſo kann es geſchehen, daß nach dem
Ueberſchlagen einer gewiſſen Anzahl von Funken aus dem Conductor in die Batterie
die Lane’ſche Flaſche ſoweit geladen wird, daß nur mehr eine äußerſt geringe
Menge Elektricität nothwendig iſt, um die Selbſtentladung der Flaſche herbei-
zuführen. Nun ſchlägt aber neuerdings ein kräftiger Funke vom Conductor auf
[123] die Batterie über und führt dieſer eine viel größere Menge Elektricität zu, als
zur Vollendung der Ladung in der Lane’ſchen Flaſche erforderlich iſt. In dieſer wird
nun natürlich die Selbſtentladung eintreten, aber bei dieſer die geſammte aus der
Batterie abgefloſſene Influenzelektricität zweiter Art vernichtet werden. Die Lane’ſche
Flaſche würde daher nicht die Vorausſetzung erfüllen, daß ſie ſich immer bei
derſelben Ladung ſelbſt entladet, und die Meſſung muß deshalb unbrauchbar
werden.

Ein anderer Umſtand, der noch in Betracht kommt, iſt der, daß ſich eine
Kleiſt’ſche Flaſche durch einen Funken nicht vollſtändig entladet, ſondern noch
Elektricität zurückbehält. Es muß daher auch zwiſchen der Ladung der Lane’ſchen
Flaſche bei ihrer erſten Selbſtentladung und bei der darauffolgenden eine Differenz
beſtehen. Um die erſte Selbſtentladung herbeizuführen, muß offenbar eine größere
Menge Elektricität zugeführt werden, als bei der darauffolgenden. Dieſe Ungenauigkeit
beſeitigt man dadurch, daß man die Lane’ſche Flaſche vor ihrer Benützung zur
Meſſung einmal bis zur Selbſtentladung ladet.

Die elektriſche Entladung und ihre Wirkungen.

Es wurde ſchon wiederholt das Wort Entladung gebraucht, vom Entladen
elektriſirter Körper und vom Ableiten der Elektricität geſprochen. Wir haben
nun die Entladung ſelbſt zu betrachten und uns mit deren Wirkungen bekannt zu
machen.

Setzt man einen elektriſirten Körper durch einen Draht mit der Erde in
leitende Verbindung, ſo wird ihm ſeine ganze Elektricität entzogen. Der Vorgang
hierbei iſt in der Art aufzufaſſen, daß die Elektricität des Körpers durch den
Draht zur Erde abfließt und ſich auf dieſer ausbreitet. Da jeder Körper, ſo groß
wir ihn auch herſtellen mögen, im Verhältniß zur Erde doch verſchwindend klein,
alſo die Erde unendlich groß genannt werden muß, ſo iſt begreiflich, daß der
elektriſche Zuſtand der letzteren keine Aenderung erfährt, wie viel Elektricität ihr
auch zugeführt werden mag. Wir ſagten daher, das elektriſche Potential der Erde
ſei ſtets gleich Null. Das Entladen eines elektriſirten Körpers in der Weiſe, daß
man dieſen mit der Erde in leitende Verbindung ſetzt, beſteht ſonach darin, daß
Elektricität von einem Körper, deſſen Potentialniveau eine beſtimmte Größe hat,
zu der Erde, deren Potentialniveau gleich Null iſt, abfließt. Während der Ent-
ladung bewegt ſich daher die Elektricität durch den Leiter zur Erde; dieſe
Bewegung nennt man einen elektriſchen Strom, oder, da hierbei der elektriſirte
Körper ſeiner Elektricität beraubt wird, einen Entladungsſtrom.

Wir haben aber auch einem unelektriſchen Körper wiederholt Elektricität
zugeführt, indem wir ihn mit einem elektriſchen Körper, z. B. dem Conductor
einer Elektriſirmaſchine, in leitende Verbindung ſetzten. In dieſem Falle ſtrömt ſo
lange Elektricität vom Conductor auf den Körper, bis beide dasſelbe Potential-
niveau beſitzen. Ein ſolcher Strom muß alſo jedesmal auftreten, wenn ein Körper,
deſſen Potentialniveau höher iſt, mit einem Körper niedrigeren Potentialniveaus
leitend verbunden wird. Auch in dieſem Falle herrſcht während der Ausgleichung
beider Potentialniveaus eine Bewegung der Elektricität durch den verbindenden
Leitungsdraht und iſt hierbei die Bewegung von dem Körper höheren zu dem
niederen Potentialniveaus gerichtet.

Aus dieſem Verhalten folgt, daß ein Körper durch Ableitung der Elektricität
nur dann vollkommen entladen werden kann, wenn man ihn mit der Erde in
leitende Verbindung ſetzt; der Strom, der hierbei in dem ableitenden Drahte auf-
tritt, währt ſo lange, als noch irgend welche Menge der Elektricität auf dem
Körper vorhanden iſt.

Auch noch einer zweiten Art der Entladung wurde bereits Erwähnung
gethan, namentlich bei der Selbſtentladung einer Kleiſt’ſchen Flaſche. Hier iſt jedoch der
Vorgang ein anderer; es wird nicht ein elektriſirter Körper mit einem unelektriſchen
in leitende Verbindung gebracht, ſondern man verbindet zwei einander entgegen-
geſetzt elektriſche Flächen, nämlich die äußere und die innere Belegung der Flaſche,
miteinander. Bei der Lane’ſchen Flaſche ſteht, wenn dieſe Ausdrucksweiſe der Kürze
wegen geſtattet wird, das Ende der äußeren Belegung in Form einer Kugel der

Kugel der inneren Belegung
in geringer Entfernung gegen-
über. Die Flaſche wird ent-
laden, d. h. unelektriſch,
indem ſich die beiden ent-
gegengeſetzten Elektricitäten
der Belegungen durch die
Luft hindurch in Form eines
hellleuchtenden Funkens neu-
traliſiren. Der Ausgleich
beider Elektricitäten wird durch
die gegenſeitige Anziehung be-
wirkt. Durch den Verbin-
dungsdraht beider Belegungen
ſtrömt daher während der Ent-
ladung ſowohl Elektricität von
der äußeren zur inneren Be-
legung, als auch Elektricität
entgegengeſetzter Art in der
umgekehrten Richtung. Bei-
dieſer Art der Entladung tritt
alſo ein Doppelſtrom auf.

Ein Doppelſtrom muß
aber auch dann erfolgen, wenn
ein elektriſirter Körper einem nicht elektriſirten Körper genähert wird, was
jedesmal geſchehen muß, bevor man den elektriſchen Körper mit dem un-
elektriſchen leitend verbindet. In dem Momente, in welchem man mit dem
Drahte, welcher die Verbindung herſtellen ſoll, dem elektriſchen Körper nahe kommt,
wird ja, wie wir wiſſen, auf dem nicht elektriſchen Drahte Influenzelektricität er-
regt; die ungleichnamige Influenzelektricität tritt dann an das dem elektriſchen
Körper nächſte Ende des Drahtes und bevor dieſes noch mit dem elektriſchen
Körper in Verbindung gebracht wird, ſieht man den Funken überſpringen. Es
iſt deshalb auch in dieſem Falle und daher in allen Fällen angezeigter, die Ent-
ladung als einen Doppelſtrom ſich zu denken. Unter der Stromrichtung bei einem
ſolchen Doppelſtrome hat man dann die Richtung des poſitiven Stromes zu
verſtehen.

Aus obigen Auseinanderſetzungen erſieht man, daß bei jeder Art der
Entladung ein Funke auftritt: bei der Selbſtentladung dann, wenn die Spannung
zwiſchen den beiden Kugeln, welche mit den Belegungen der Flaſche in Verbindung
ſtehen, hinlänglich groß geworden iſt, um den Luftwiderſtand zu überwinden, bei
der Ableitung von Elektricität durch einen Leitungsdraht vor der Berührung des
letzteren mit dem elektriſchen Körper. Man nennt dieſen Funken den Entladungs-
ſchlag und die Entfernung, welche der Funke hierbei überſpringt, die Schlag-
weite. Daß letztere eine ſehr verſchiedene ſein kann, iſt wohl ſelbſtverſtändlich;
ſie wird größer ſein, wenn dem Körper eine größere Menge Elektricität mitgetheilt
wurde, alſo ſeine Dichte eine größere iſt, kleiner, wenn nur geringe Elektricitäts-
mengen vorhanden ſind.

Um Entladungsſchläge bequem herbeiführen zu können, bedient man ſich
verſchiedener Apparate: einen derſelben haben wir bereits kennen gelernt. Es iſt
dies der Entlader, welcher den Reibungs-Elektriſirmaſchinen gewöhnlich beigegeben

wird. (Siehe S. 100, Fig. 47 E.) Um eine Kleiſt’ſche Flaſche zu entladen, benützt
man die in Fig. 61 abgebildete Vorrichtung. Dieſer einfache Entlader beſteht
aus zwei miteinander drehbar verbundenen Metallſtäben, welche an ihren freien
Enden kleine Meſſingkugeln tragen. Ueberdies beſitzt dieſe Metallgabel entweder
an ihrem Gelenke eine Handhabe oder es iſt an jedem Schenkel ein gläſerner
Griff angebracht. Will man mit dieſem Entlader eine Flaſche entladen, ſo legt
man, wie dies die Figur zeigt, die Kugel des einen Schenkels an die äußere
Belegung der Flaſche an und bringt durch Drehung die Kugel des zweiten
Schenkels der Kugel der Flaſche ſo nahe, bis der Funke überſchlägt.

Will man jedoch die Entladungsſchläge und deren Wirkungen auf etwa
dazwiſchen geſchaltete Körper ſtudiren, ſo würde die Manipulation mit dem ein-
fachen Auslader zu umſtändlich ausfallen. In dieſem Falle verwendet man den
Henley’ſchen oder allgemeinen Auslader, wie er in Fig. 62 dargeſtellt iſt.
Auf einem Holzbrette ſind drei Glasröhren a, b und c vertical befeſtigt. Die
Glasröhren a und c tragen die Arme des Entladers, b ein Tiſchchen, auf welches
man jene Körper legen kann, durch welche die Entladungsſchläge gehen ſollen.
[126] Das Tiſchchen, ſowie auch die Arme können höher oder tiefer geſtellt werden,
indem ſowohl erſteres, als auch letztere nicht unmittelbar an den betreffenden
Glasröhren, ſondern an Metallſtäben befeſtigt ſind, welche in die Röhren ein-
geſchoben und durch die Klemmſchrauben s in der gewünſchten Höhe feſtgehalten
werden. Die Metallſtäbchen in den Röhren a und c beſitzen an ihren oberen
Enden Gelenke, um welche ſich die Hülſen h und mit ihnen die durchgeſchobenen
Arme in verticaler Ebene drehen können. Die Arme des Entladers können durch
Verſchieben in den Hülſen h einander genähert oder voneinander entfernt werden,
und haben an den einander zugekehrten Enden Schraubengewinde eingeſchnitten,
mittelſt welcher Kugeln k oder auch Spitzen oder Scheiben befeſtigt werden können.
Die anderen Enden der Entladerarme tragen Ringe oder Klemmſchrauben S zur
Aufnahme der Zuleitungsdrähte.

Zur Beſtimmung und Unterſuchung der Schlagweite oder überhaupt zu
meſſenden Verſuchen verwendet man das Funkenmikrometer von Rieß. Dieſes

beſteht aus einem ſchweren Metallfuße A, Fig. 63, auf
welchem eine Metallplatte horizontal befeſtigt iſt. Letztere
trägt einerſeits eine verticale Glasſäule, die an ihrem
oberen Ende mit einem verticalen Metallzapfen und einer
horizontalen Klemmſchraube zur Aufnahme eines Zu-
leitungsdrahtes verſehen iſt, andererſeits einen auf der
Platte verſchiebbaren Schlitten. Die zweite verticale Glas-
ſäule, an ihrem oberen Ende ebenſo wie die erſte be-
ſchaffen, iſt auf dem Schlitten befeſtigt. Die verticalen
Zapfen an den oberen Enden der Säulen dienen zum
Aufſtecken von Kugeln u. dergl. Die Bewegung des
Schlittens wird durch eine ſehr feine Schraube (Mikro-
meterſchraube) bewirkt und die Größe der Verſchiebung
an der Theilung abgeleſen.