Titel: Romershausen's neues Galvanometer.
Autor: Romershausen,
Fundstelle: 1850, Band 117, Nr. LXIV. (S. 321–335)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj117/ar117064

LXIV. Ein neues Galvanometer zur Ergänzung des Oersted'schen Fundamentalversuchs, nebst einigen Bemerkungen über elektromagnetische Richtungs- und Drehungs-Verhältnisse; von Dr. Romershausen.

Mit Abbildungen auf Tab. V.

Da wir bereits mehrere der trefflichsten elektromagnetischen Meßapparate besitzen, so scheint die Angabe eines neuen höchst einfachen Instruments dieser Art etwas Ueberflüssiges zu seyn — indessen möchte es doch in Rücksicht auf einige eigenthümliche Leistungen nicht ganz ohne wissenschaftliches Interesse seyn. Bei der Kleinheit und besondern Aufhängungsweise seiner Magnetnadel ist die Einwirkung des galvanischen Stromes auf dieselbe vollkommener und umfassender, daher es wenigstens eben so empfindlich und weit bequemer und sicherer zu behandeln ist als das gewöhnliche Galvanometer mit astatischer Nadel. Sein Hauptvorzug beruht aber in dem Umstande, daß es den Oersted'schen Fundamentalversuch wesentlich ergänzt und uns einen sichern Fingerzeig gibt über das Wesen und die Bewegungs- und Richtungsverhältnisse der motivirenden Kräfte.

Die Vorrichtung ist in Fig. 1 in einem horizontalen Durchschnitt dargestellt, so daß wir in das Innere derselben sehen.

M, M ein gewöhnlicher Schweiger'scher Multiplicator. Die Drahtwindungen desselben sind von k aus rechts um gewunden. Die Spule ist von Kartenpappe und der innere vierseitige Raum nur so weit, daß sich die Magnetnadel m ohne Anstoß darin bewegen kann.

Die Magnetnadel Fig. 2 und 3 hat folgende eigenthümliche Einrichtung: Fig. 2 ist eine Seitenansicht derselben und Fig. 3 die Ansicht von oben.

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m d n ein feiner Neusilberdraht. In der Mitte der Biegung desselben bei d ist eine feine Stahlspitze angelöthet, welche in dem Achathütchen a höchst beweglich ruht. Bei m ist, wie Fig. 3 nachweist, die kleine, aus einer feinen Stahlnadel bestehende und etwa 6 Par. Linien lange Magnetnadel s n angelöthet. Die Polarme S und N sind vollkommen equilibrirt uud das Ganze so leicht als möglich gearbeitet.

Diese Magnetnadel hat außerhalb des Multiplicators Fig. 1 in dem Achathütchen bei d ihren Stütz- und Drehpunkt, und dieses bildet zugleich den Mittelpunkt des unterhalb angebrachten graduirten Kreisbogens por, auf welchem der Zeigerdraht d n die Abweichung der Nadel in umgekehrter Richtung angibt.

In Fig. 1 liegt die Längenrichtung, also der Lauf der Drahtwindungen und des galvanischen Stromes, genau im magnetischen Meridian und mit demselben also auch parallel die Magnetnadel s n, der Zeigerdraht d n zeigt daher auf 0.

Das Ganze ist in einem flachen Kästchen mit Glasdeckel eingeschlossen und mit Fußschrauben zur Horizontalstellung versehen.

Dieses Galvanometer kann zwar in beliebiger Größe angefertigt werden, indessen ist dieselbe doch bedingt durch das in Beziehung auf den Stützpunkt der Nadel d nothwendige Gleichgewicht der Arme d m un d d n. Der Radius des Kreisbogens por des mir vorliegenden Instruments hält 7″ 6′″ Par. Maaß.

Versuche und Erscheinungen.

Die Lage des Apparats sey die, wie sie Fig. 1 angibt, wobei sich also die Magnetnadel m ruhig in der Richtung des magnetischen Meridians befindet und der Zeiger d n auf 0 steht.

Wird jetzt der Multiplicator so in die Strömung des kleinsten einfachen Zink-Kupfer-Elements eingeschaltet, daß der Strom auf der Südseite bei +k in die Rechtswindung desselben ein- und bei z austritt, so wird der Nordpol der Nadel, gleichförmig wie bei dem Oersted'schen Fundamentalversuch, von Nord nach West abgelenkt, wie dieses die Lage derselben I angibt. Sie wird dabei nach Verhältniß der Stromstärke mehr oder weniger aus dem Multiplicator herausgeworfen, wobei ihr aber die Rückschwingung in das Innere desselben ungehindert gestattet ist.

Ueberschreiten aber diese Rückschwingungen der Nadel auf der Südseite des Multiplicators den 45°, so wird dieselbe plötzlich gewaltsam herausgeworfen. Sie wird zugleich bei constanter Strömung in der |323| Lage II so fest gehalten, daß ihr nicht die geringste Rückschwingung in das Innere des Multiplicators gestattet ist.

Wird die Stromrichtung gewechselt, so daß sie auf der Nordseite des Multiplicators ein- und auf der Südseite austritt, so erfolgen sämmtliche Erscheinungen umgekehrt.

Betrachten wir diese Erscheinungen aus dem Gesichtspunkte des um den Elektromagnetismus hochverdienten Ampère, so möchten sie schwerlich in seiner Theorie eine genügende Erklärung finden. Diese ist zwar dem Oersted'schen Fundamentalversuch, wie überhaupt den meisten elektromagnetischen Thatsachen angepaßt, allein der hier vorliegende einfache Versuch und mehrere andere verwickeltere Anomalien zeigen doch offenbar ihre Unzulänglichkeit, denn:

Fig. 4, kopz sey eine von k nach o hin- und von p nach z zurücklaufende Windung des ganz in dem Sinne von Fig. 1 im magnetischen Meridian liegenden Multiplicators. Der Strom lauft also, wie die Pfeile zeigen, oberhalb von Süd nach Nord und unterhalb in entgegengesetzter Richtung und völlig gleicher Kraft zurück. Diese elektrische Strömung ist nach Ampère geradlinig und ihre in nahem Parallelismus sich begegnenden Atmosphären müssen daher nothwendig in der mittleren Berührungslinie gegenseitig reagiren.

m ist eine in der Mitte des Multiplicators schwebende Ampère'sche Magnetnadel mit ihren rastlosen elektrischen Kreisströmchen, deren Drehung vom Südpol aus gesehen rechtsum ist, wie dieses die kleinen Pfeile bezeichnen. Der Stütz- und Drehpunkt der Nadel ist auch hier, wie oben angegeben, bei d außerhalb des Multiplicators.

Ob nun gleich das Bewegungsmoment gleicher direct und linear entgegengesetzter Ströme = 0, indem sie sich abstoßen, sich also jedenfalls in ihrer noch parallelen Lage, dem Begriff des Multiplicators zuwider schwächen müssen, so entspricht doch diese, durch die Pfeile k o und p z angezeigte, entgegengesetzte galvanische Strömung ganz dem Oersted'schen Fundamentalversuch — unter der Bedingung — daß die Magnetnadel wie gewöhnlich innerhalb des Multiplicators bei m ihren Stütz- und Drehpunkt hat. Denn die rechtsumlaufenden elektrischen Kreisströmchen der um den Punkt m drehbaren Nadel, motiviren dieselbe zur Herstellung einer oben mit k o und unten mit p z gleichlaufenden Stromrichtung sich um 90° zu drehen — sich also senkrecht auf die Ströme des Multiplicators zu stellen. Diese Stellung macht Fig. 5 an einem senkrechten und vergrößerten Durchschnitt der so weit |324| abgelenkten Nadel m anschaulich. Die. Kreisströmchen derselben haben nun gleiche Richtung mit o k und p z, und der Nordpol der Nadel ist nach West gerichtet, wie dieses der Versuch verlangt.

Ein ganz anderes Verhältniß tritt aber ein, wenn der Drehpunkt der Nadel, wie bei meinem Galvanometer, außerhalb des Multiplicators in d liegt, Fig. 4.

Eine Drehung der Ampère'schen Nadel um die Achse m ist jetzt nicht möglich — aber eben so wenig die oben dargestellte fortschreitende Bewegung von Nord nach West. Denn:

Die obere, nach Ampère geradlinige galvanische Strömung k o treibt die auf derselben senkrecht stehenden Kreisströmchen der Nadel mit völlig gleicher Kraft nach N hin, wie die untere entgegengesetzte p z sie unter gleichen Verhältnissen nach S hin treibt. Es müßte daher nothwendig Stillstand erfolgen, wie dieses auch wirklich der Fall ist, wenn wir meine Nadel in geradliniger Richtung mit dem Zeigerdraht, also den Kreisströmchen entsprechend, senkrecht auf die Multiplicator-Windung anbringen. Richten wir jetzt die Vorrichtung so, daß die Nadel ruhig im Meridian liegt, so bleibt dieselbe bei dem Eintritt des galvanischen Stroms, außer einem geringen Zittern, vollkommen ruhig. Es leuchtet daher ein, daß bei obigen Erscheinungen eine andere Einwirkung der bewegenden Kraft thätig seyn muß als die Ampère'schen Kreisströmchen, deren wunderbares, allen bekannten Eigenschaften der Elektricität widersprechendes Wesen und rastlose nach außen hin wirkende Rotation um so weniger erklärlich sind, da ihre wirkliche Existenz uns in Stand setzen würde, das seither vergeblich gesuchte perpetuum mobile durch eine einfache Vorrichtung ins Leben zu rufen.

Wenn es mir nun gestattet ist, eine sowohl den vorliegenden, als allen andern seither bekannt gewordenen elektromagnetischen Erscheinungen und Thatsachen consequent entsprechende Erklärung hier auszusprechen — so muß ich zu besserm Verständniß einige allgemeine Bemerkungen vorausschicken.

I. Die Richtungs- und Drehungsverhältnisse der betreffenden Agentien.

Hierüber scheinen noch immer differente und daher verwirrende Ansichten zu herrschen. Da die dynamische Wirksamkeit der Naturkräfte für unsere Sinne nur insofern erkennbar ist, als sich ihr Product durch Veränderung räumlicher Erscheinungen darstellt — so ist es für die Forschung zunächst vorzüglich wichtig, daß wir die wahre und wirkliche |325| Bewegung und Richtung dieser Kräfte eben so sorgfältig wie der Astronom, von der bloß scheinbaren unterscheiden.

Die Richtung der fortschreitenden Bewegung einer Kraft ist entweder geradlinig, wellenförmig oder krummlinig — letztere entweder kreisförmig in sich selbst zurückkehrend oder spiralförmig vorschreitend.

Bei Beobachtung dieser Richtungsverhältnisse ist nun vor Allem erforderlich, daß wir den Eintritts- und Austrittspunkt der Kraft in die Linie der Bewegung im Auge behalten. Wir wollen uns daher bei dieser Untersuchung die Elemente der in Bewegung gesetzten Agentien unter dem Bilde kleiner, an einander gereihter Pfeile a b vorstellen, Fig. 6. Wir bezeichnen dabei a als den Punkt der Anhäufung oder Spannung der Kraft mit (+) und nennen ihn einstweilen den Eingangspunkt in die Linie der Bewegung, b hingegen als den Punkt des verhältnißmäßigen Mangels oder der geringern Spannung mit (-) und nennen ihn den Ausgangspunkt der in Bewegung befindlichen Kraft. Es ist alsdann einleuchtend, daß wenn sich die Elemente zweier in Bewegung gesetzter Agentien in entgegengesetzter Richtung begegnen, wie M und E, der beiderseitige Angriffspunkt (b-) ist.

Wenn auch diese Bezeichnung vielleicht nicht ganz passend ist, so muß ich mich doch derselben einstweilen bedienen, um in der folgenden Erörterung verständlich zu seyn.

Bei der kreis- und spiralförmigen Bewegung ist nun zugleich die Richtung von der Rechten zur Linken und umgekehrt von der Linken zur Rechten zu beachten. Eine vor uns liegende, von der linken Hand ausgehende und zur Rechten hinlaufende gerade Linie bezeichnet vollkommen die Richtung Rechts — und ebenso eine von der Rechten zur Linken vorschreitende gerade Linie den Begriff Links. — Wenn wir dieses im Auge behalten, so bedürfen auch bei der kreis- und spiralförmigen Bewegung die Richtungen Rechtsum und Linksum keiner weitern Erörterung, da ohnehin Jedermann eine rechtsgewundene Schraube von einer linksgewundenen zu unterscheiden weiß. Um aber in dieser Beziehung über die eigenthümliche und wahre Bewegung der Agentien richtige und feste Bestimmungen zu erlangen, müssen wir stets den Eingangspunkt (+) und den Ausgangs- oder Angreifspunkt (-) in die Linie der Bewegung, genau unterscheiden. Ein Beispiel wird dieses erläutern:

Der Zeiger einer horizontal vor uns liegenden Taschenuhr bewegt sich rechtsum. Dieses ist aber in Beziehung auf die ihn von innen heraus zunächst bewegende Kraft gerade umgekehrt. Die wahre Bewegungsrichtung dieser Kraft ist offenbar linksum. Dieses leuchtet |326| sogleich ein, wenn wir den Eingangspunkt derselben vom + zum - hin, also von unten nach oben, ins Auge fassen.

Bei der Dynamik der Naturkräfte ist es uns aber lediglich um die Erforschung ihrer wahren and nicht ihrer scheinbaren Bewegung zu thun. Wenn daher ein hochachtbarer und um elektromagnetische Forschungen hochverdienter Gelehrter in einer neuerdings erschienenen Abhandlung über elektromagnetische Bewegungs- und Drehungsverhältnisse sagt:

„Es dreht sich eine Schraube (woran Faraday öfters zum Verständniß erinnert) rechtsum, wenn dieselbe von oben eingeschraubt wird, d. h. der Schraubenkopf oben ist — aber linksum, wenn er unten ist, oder wenn von unten die Schraube eingeschraubt wird,“

so möchte dieses wohl zu bedeutenden Mißverständnissen Veranlassung geben, denn jede Schraube behält sowohl oben als unten dieselbe ihr vom Verfertiger gegebene Windung — und eben so muß auch die Kraft, welche sie einschraubt, allenthalben die dieser Windung entsprechende Richtung haben. Ist es z. B. ein rechtsgewundener Bohrer, so ist die Kraft, welche ihn einschraubt, sowohl oben, wie unten oder seitwärts, überall rechtsum gerichtet, und eine linksum gerichtete Kraft ist nicht im Stande ihn einzuschrauben. Wenn wir allerdings die oben hervortretende Spitze des von unten rechtsum eingeschraubten Bohrers von oben betrachten (also am Ausgangspunkt der Kraft), so bewegt sich diese Spitze scheinbar linksum. Die Forschung im Gebiete der Naturkräfte fordert nun aber unbedingt zunächst die Beobachtung der wahren und wirklichen Bewegungs- und Richtungsverhältnisse derselben — und diese bleiben immer dieselben, wie die unwandelbare Windung einer bestimmten Schraube; wenn sie auch unter besondern Umständen, wie bei dem rückwärts herauszuschraubenden Bohrer, in die entgegengesetzten verwandelt erscheinen.

In dieser Verwechslung der wahren und scheinbaren Bewegung liegt offenbar der Grund so mancher differenten Ansichten. Namentlich zeigen sich diese Verwechslungen in den interessanten Versuchen, wo Flüssigkeiten durch elektromagnetische Strömungen in rotirende Bewegung gesetzt werden. Hier gilt ganz dasselbe, was oben bei dem Bohrer bemerkt wurde. Es zeigen sich in Folge des Eingangs der bewegenden Kraft einmal von oben nach unten und sodann von unten nach oben, zwei scheinbar entgegengesetzte Bewegungen, obgleich offenbar die Drehung der von oben eintretenden Kraft ganz dieselbe ist wie die der von unten nach oben zurückkehrenden Kraft etc.

|327|

II. Das Wesen und die Bewegungs- und Richtungsverhältnisse des Magnetismus und der Elektricität als selbstständiger Kräfte.

Obgleich bei dem jetzigen Standpunkte der Naturforschung eine Vermehrung der vielfachen elektromagnetischen Theorien wenig Anklang finden möchte, so sehe ich mich doch genöthigt, zum Verständniß der folgenden Erörterung meine Ansicht über das Wesen und die dynamische Reaction des Magnetismus und der Elektricität in wenigen Worten auszusprechen.28

Nach sichern, auch durch die neuesten Entdeckungen bestätigten Erfahrungen sind in allen körperlichen Substanzen nach Verhältniß ihrer specifischen Capacität, die Agentien der Wärme, der Elektricität, des Magnetismus etc. vorhanden. Sie sind es, welche Leben und Thätigkeit in die Processe der an sich todten Materie bringen. Ob nun gleich die Wärme hiebei als ein Hauptfactor auftritt, so beschränken wir uns doch hier zu vorliegendem Zweck einstweilen auf Elektricität und Magnetismus.

a) Der Magnetismus ist eine dem Raume und allen Körpern nach Verhältniß ihrer magnetischen Capacität inwohnende und alles durchdringende Kraft. Wir bezeichnen, dem Begriff der Polarität entsprechend, die feinsten magnetischen Elemente durch den unwandelbaren Anschluß kleiner Pfeile Fig. 6, M. Ob nun gleich die starrelastische Spannung dieser Elemente beide Pole derselben gleichmäßig motivirt, so wollen wir dieselbe doch aus später einleuchtenden Gründen einstweilen als von Süd nach Nord gerichtet annehmen. Wir bezeichnen daher den Südpol als Eintrittspunkt dieser Spannung mit (+) und den Nordpol als Ausgangs- oder Angriffspunkt derselben mit (-). Im Raume, wie überhaupt in allen Körpern, wo eine eigenthümliche Coercitivkraft die Lage dieser magnetischen Elemente nicht mehr oder weniger polarisch firirt, folgen dieselben der linearen Richtung des magnetischen Meridians, welche Lage wir diesen Körpern auch gegen diese Richtung geben mögen.

|328|

Den Erdkörper selbst können wir uns demnach als einen großen Magnet mit fixer Polarität denken und uns seine magnetischen Verhältnisse, abgesehen von den durch die Kugelform veranlaßten Erscheinungen, der Hauptsache nach durch einen kräftigen im magnetischen Meridian liegenden Magnetstab Fig. 7 versinnlichen.

Sowohl der Südpol der Erde (+) als auch der Südpol der Magnetnadel (+) sind wirkliche Südpole, und ebenso auch die Nordpole (-) derselben, d. h. sie haben, ungeachtet ihrer entgegengesetzten Richtung, gleiche Polarität. Dieses leuchtet ein, wenn wir uns, wie bei A und B, die bewegliche Magnetnadel m in linearer Richtung außerhalb der Erdpole, wie hier vor den Polen des Stabes denken. Daß sich auf der Oberfläche der Erde der - Pol der Magnetnadel (wie hier überall auf den Seitenflächen des Stabes, z. B. bei C) dem + Pol der Erde zuwendet, liegt lediglich in dem nothwendigen und überall auftretenden Anschluß der unwandelbar fixirten Elemente der allein beweglichen Magnetnadel von + zum - und umgekehrt. Ohne diesen Kreisschluß einer magnetischen Curve im Weltraum ist ohnehin eine polarisch verknüpfende Spannung rücksichtlich der alsdann nicht motivirten Endglieder nicht denkbar. Dieser magnetische Kreisschluß (+ und -) zeigt sich nun auch allenthalben anziehend und abstoßend in den elektromagnetischen Erscheinungen.

b) Die Elektricität ist eine ähnliche allen Körpern nach Verhältniß ihrer Capacität inwohnende höchst bewegliche Kraft. Sie hat aber keine an eine bestimmte Richtung im Weltraum gebundene Polarität, sondern strömt stets zu Herstellung des relativen Gleichgewichts vom Punkte der Anhäufung (+) zu dem des verhältnißmaßigen Mangels (-) hin, sie erscheint also in dieser Beziehung ebenfalls polarisirt. Wir können uns demnach die elektrischen Elemente eben so durch den Anschluß kleiner Pfeile Fig. 6 versinnlichen; sie fordern alsdann eben so wie der Magnetismus den erwähnten Kreisschluß.

Während der Magnetismus alle Körper ungehindert durchdringt, ist dieses bei der Elektricität durch die verschiedene Leitungsfähigkeit und isolirenden Eigenschaften der Körper mehr oder weniger beschränkt.

Kein Körper kann ohne Zerstörung seiner Structur ein seine specifische Capacität bedeutend übersteigendes Maaß der Elektricität in seinem Innern aufnehmen. Die Ueberladung tritt daher als eine die Oberfläche umgebende elektrische Atmosphäre oder Umwallung auf. Diese Umwallung ist bei isolirten Körpern peripherisch-stagnirend und bei vorhandener Leitung strömend vom + zum - hin. Im letztern Falle |329| finden die in dem Leiter vordringenden elektrischen Elemente in der vorliegenden noch ruhenden Ladung einen geringern oder größern Widerstand, wie dieses das Ohm'sche Gesetz näher bezeichnet. Die Umwallung der höchst beweglichen Elemente erhält daher bei ihrem Vorschreiten eine nach Verhältniß der Stromstärke mehr oder minder gestreckte spiralförmige Wirbelbewegung um den Leiter, doch ist dieselbe bei unsern künstlichen Elektricitätserregungen wahrscheinlich eine sehr enge, der parallelen Kreisbewegung sich annähernde. Die Richtung dieser Spiralbewegung ist nach allgemeinen sichern Erfahrungen vom + zum - hin stets rechtsum gerichtet.29

III. Die antagonistische Reaction des Magnetismus und der Elektricität.

Im ruhigen Naturzustande befinden sich die den Körpern inwohnenden Agentien in einem gegenseitigen Gleichgewichtszustande, und alle Thätigkeiten der Natur sind dahin gerichtet diesen Zustand herzustellen wenn er gestört wurde. Diese Störung tritt aber ein, sobald eins dieser Agentien aufgeregt wird oder von außen her überwiegend auftritt — es verdrängt alsdann die ruhenden, das Gleichgewicht wird aufgehoben und es zeigen sich die eigenthümlichen Erscheinungen der dynamischen Reaction, diesem Belebungsprincip der todten Materie.

Wir haben bereits oben bemerkt, daß die Wärme, namentlich bei ihrem steten Wechsel in dem großen meteorologischen Processe, als Hauptagens dieser dynamischen Störungen auftritt — zu unserm vorliegenden Zweck beschränken wir uns aber hier auf die gegenseitigen reactionären Wirkungen der Elektricität und des Magnetismus.

Tritt die Elektricität in einem Körper überwiegend auf, so regt sie nicht allein die in demselben noch ruhenden elektrischen Elemente verdrängend |330| auf, sondern auch die magnetischen. Die stagnirende Elektricität überladener isolirter Körper ertheilt den verdrängten magnetischen Elementen die diesen Körpern entsprechende + oder - Richtung, womit diese alsdann auf andere ihnen genäherte Körper selbst durch die stärksten der Elektricität unzugänglichen Isolatoren hindurch einwirken und die verschiedenen Erscheinungen der Anziehung und Abstoßung veranlassen.

Die oben nachgewiesene nach außen tretende spiralförmige Wirbelbewegung der strömenden Elektricität reißt dagegen die verdrängten magnetischen Elemente mit in ihren Kreisschwung vom + zum - hin, ertheilt ihnen dieselbe Rechtsbewegung um den Leiter, und die magnetische Polarität hat also hier eine gleiche Richtung mit der elektrischen.

Tritt der Magnetismus überwiegend auf, so regt er ganz auf ähnliche Weise die noch ruhenden magnetischen Elemente, und in Folge dessen auch die elektrischen auf und setzt sie in eine seiner Polarität entsprechende Bewegung vom + zum - hin, wenn dieselben bei geeigneter Leitung local entweichen können.

In beiden Fällen ist nun auch an sich einleuchtend, daß wenn einer der erregten Körper frei beweglich und der andere fixirt ist — der bewegliche Träger sich selbst in die Richtung des im unbeweglichen thätigen Agens versetzt — und daß, wenn die aufgeregten Agentien zweier unbeweglicher Körper sich in entgegengesetzter Richtung begegnen, die schwächere Kraft der prädominirenden folgen muß.

Diese wenigen Erfahrungssätze werben vollkommen zureichen, nicht allein die obigen Erscheinungen des Galvanometers, sondern auch alle andern elektromagnetischen Phänomene auf die einfachste und naturgemäßeste Weise zu erklären.

Fig. 8 zeigt die senkrechten Durchschnitte einer bei a hin- und bei b zurücklaufenden Drahtwindung des rechtsgewundenen Multiplicators von der Südseite aus gesehen.

a ist also der Eintrittspunkt (+) der oberhalb von Süd nach Nord strömenden Elektricität, b ist dagegen der Austrittspunkt (-) des in entgegengesetzter Richtung von Nord nach Süd zurückkehrenden Stroms.

Die elektrische Rechtsumwallung des Leiters ist demnach im Innern des Multiplicators gleichförmig oben wie unten gerichtet, wie dieses die Pfeile des Umschwungs n n… zeigen. Der Eingangspunkt der Kraft (+) ist nämlich oberhalb bei a in der Vorderansicht und zeigt die wahre Bewegung derselben, unterhalb dagegen sehen wir den Ausgangspunkt derselben Kraft (-) bei b, also die hinsichtlich des zurückkehrenden |331| Stroms umgekehrte scheinbare, aber hinsichtlich der wahren elektrischen Rechtsumwallung n n gleichförmige Richtung der Bewegung. Die aus dem Leiter verdrängten magnetischen Elemente erhalten daher dieselbe Richtung und bilden, wie hier der zwischendurch gelegte Pfeil o w zeigt, in der Mitte des hier wirklich multiplicirenden Multiplicators durch ihre Gesammtwirkung einen kräftigen, wenn auch unsichtbaren Magnet S N (+ -).

Fig. 9 macht nun den Hergang im Innern des Multiplicators anschaulich.

+k der Eintritt des elektrischen Stroms.

m die in geradliniger Richtung des magnetischen Meridians ruhende Magnetnadel.

Die Pfeile 1, 2, 3, 4, 5 zeigen die Gesammtrichtung der in Umschwung gesetzten magnetischen Elemente (nach Fig. 8).

Nach dem Eintritt des elektrischen Stroms zeigt sich nun zunächst bei 3 das Bestreben des umschwingenden Magnetismus, die fixe Polarität der Magnetnadel in eine gleiche Richtung zu versetzen. Dieses ist aber offenbar nur auf der Nordseite und dadurch möglich, daß er die terrestrische Richtkraft überwindet und die Nadel von der Meridianrichtung durch Nord und West hin verdrängt, indem sich von 3 bis 5 die reagirenden Nordpole abstoßen und nach Maaßgabe der in Conflict gerathenen Kräfte eine Gleichgewichtslage suchen.

Ist die magnetische Umkreisung überwiegend, so wirb die Nadel genöthigt, völlig aus dem Multiplicator heraus zu treten, wie dieses die Lage derselben I angibt. Hier ist nun die fixe Polarität der Nadel mit der der magnetischen Umkreisung in völlig gleicher Richtung und im naturgemäßen Anschluß des + und -; der Nordpol derselben liegt demnach im Westen. Dabei ist aber der Nadel auf dieser Seite gestattet, während der Schwankungen des elektrischen Stromes in den Multiplicator mehr oder weniger zurück zu schwingen.

Tritt dagegen die Nadel bei ihren Rückschwingungen auf der Südseite des Multiplicators etwa über den 45° hinaus, so kommt ihr Nordpol bei 2 etc. in Opposition mit dem des magnetischen Umschwungs (- und -), es ist nun kein polarischer Anschluß mehr möglich und die Nadel wird daher plötzlich gewaltsam aus dem Multiplicator herausgeworfen, wie dieses die Lage II bezeichnet. Hier erscheint also gerade umgekehrt der Südpol ebenfalls nach West gerichtet. Da jetzt die beiderseitig reagirende Nordpolarität in directer Opposition steht, so ist der Nadel während der Andauer der elektrischen Strömung nicht die geringste |332| Rückschwingung in das Innere gestattet, sie wird vielmehr in dieser Lage II außerhalb völlig festgehalten.

Tritt der elektrische Strom auf der Nordseite bei Z in den Multiplicator, so ist der magnetische Umschwung entgegengesetzt gerichtet, und sämmtliche Erscheinungen erfolgen demnach in entgegengesetzter Richtung.

Einen Nachweis der Nichtigkeit dieser Darstellung gibt uns eine kleine Vorrichtung Fig. 10.

a b ein vierseitiges Holzstäbchen, auf dessen Fläche kleine Stückchen der feinsten Stahlnadeln in paralleler Richtung eingelassen sind. Die Nordpole derselben sind durch die Pfeilspitzen bezeichnet und werden durch Berührung mit dem Südpol eines Magnetstabs zureichend magnetisirt.

Dieses Stäbchen vertritt vollkommen die durch den elektrischen Strom in Umschwung gesetzten magnetischen Elemente Fig. 9. Legen wir dasselbe so auf den Glasdeckel des Galvanometers über den nicht elektrisch motivirten Multiplicator, daß. die Nordpole mit den Pfeilen 1....5 gleiche Richtung haben, so erfolgen sämmtliche Erscheinungen vollkommen eben so wie sie oben bei dem elektrischen thätigen Multiplicator dargestellt wurden. Ebenso zeigt die umgekehrte Lage des Stäbchens sämmtliche Abweichungen etc. in entgegengesetzter Richtung.

Diese Ansicht des Wesens und der Bewegungs- und Richtungsverhältnisse des Magnetismus und der Elektricität als selbstständiger Kräfte und ihrer gegenseitigen dynamischen Reaction entspricht nun auch auf das einfachste und naturgemäßeste allen seither bekannt gewordenen elektromagnetischen und magneto-elektrischen Erscheinungen.

Um diese Richtungs- und Drehungsverhältnisse nebst denen daraus hervorgehenden dynamischen Erscheinungen vollständig und auf die einfachste Weise anschaulich zu machen, fertigen wir uns zwei kleine Holzcylinder Fig. 11 und 12 und zeichnen auf den Umfang des erstern eine rechtsgewundene und auf den des letztern eine linksgewundene Spirale a b.

Betrachten wir diese Cylinder als wirkliche massive Leiter, so zeigt uns die Spirale die Richtung und Umkreisung des elektrischen Stroms vom + zum - hin, und ebenso die polare Richtung des aufgeregten und in gleichen Umschwung versetzten Magnetismus.

Denken wir uns aber den massiven Cylinder hinweg und betrachten ihn als einen Hohlraum, welchen die Spirale als elektrische Drahtleitung umgibt, so zeigt uns der durchgelegte Pfeil S N unter allen Verhältnissen die Richtung des vom + zum - hin aufgeregten und im Innern der Spirale auftretenden Magnetismus.

|333|

Diese Vorrichtung veranschaulicht z. B.

1) Daß die Magnetisirung der einem einfachen Stromleiter in transversaler Richtung genäherten Stahlnadeln rings um denselben die gleiche Polarität erhalten muß, welche dem Stromlauf und seiner polarisirenden Rechtsumwallung entsprechend ist.

2) Daß wegen des nothwendigen polaren Anschlusses der rechtsgewundene spiralförmige Leiter Fig. 11 stets am Eingangspunkt (+) des elektrischen Stroms in einem von dieser Seite genäherten Eisenstab M bei N einen Nordpol (-) erzeugt und das Bestreben haben muß, ihn in die Spirale hinein zu ziehen; daß dagegen der Stab im Innern der Spirale liegend, während der Andauer des Stromes gleiche Polarität mit demselben erhält, wie sie der Pfeil S N angibt; daß hingegen der linksgewundene spiralförmige Leiter Fig. 12 allen diesen Erfolgen eine umgekehrte Richtung ertheilt.

3) Daß uns, wenn wir wie seither, die durch die Stromrichtung bestimmte elektrische Polarität mit +E und -E bezeichnen, und ebenso bei der magnetischen Polarität Süd mit +M und Nord mit -M, diese Vorrichtung auch die verwickeltern Anziehungen, Abstoßungen und Bewegungsverhältnisse sogleich angibt, wenn wir berücksichtigen, daß sich die gleichnamigen Pole von E und M abstoßen, die ungleichnamigen anziehen und daß dieses, wie es bei +M und -M der Fall ist, auch bei +E und -E stattfindet.

4) daß, der magnetische Erdstrom in gleichem Sinne gegen den elektrischen Strom reagirt, die elektrisch durchströmte Spirale Fig. 11bei frei beweglicher Aufhängung, wie S zeigt, eine Magnetnadel vertritt, indem sie durch den Erdstrom mit ihrer Längenrichtung nothwendig in den magnetischen Meridian gelenkt werden muß, weil die Einwirkung desselben dem magnetischen Elemente jeder einzelnen Windung die polar entsprechende Richtung gibt, also die einzelne Windung selbst senkrecht auf den Meridian stellt. Daß ferner ein genäherter Stahlmagnet durch seine überwiegende Kraft die der gegenseitigen Polarität entsprechenden Anziehungen und Abstoßungen veranlassen muß.Ebenso sämmtliche Erscheinungen in entgegengesetzter Richtung bei der linksgewundenen Spirale Fig. 12.

5) Daß ein einem stromlosen Spiralleiter Fig. 11 genäherter Magnetstab M die in demselben ruhenden magnetischen und elektrischen Elemente aufregen und in eine seiner Polarität entsprechende Bewegung versetzen muß. Daß also der genäherte Nordpol (-) einen positiv von a nach b |334| gerichteten Strom, der Südpol (+) dagegen einen negativen, von b nach a laufenden elektrischen Strom erzeugt, und daß ein rascher Polwechsel des Magnets in dem Kreisschluß des Leiters ein heftiges Hin- und Herwogen der Elektricität bewirken, diese Wirkung auch sehr verstärkt werden muß, wenn ein mit freiem Magnetismus reichlich geladener Eisenstab im Innern der Spirale liegt.

6) Daß die elektrische Spiralumwallung a b der einfachen Leiter Fig. 11 und 12 in die noch ruhende Elektricität eines andern, ihnen parallel genäherten und geschlossenen Leiters schraubenartig eingreifen und in demselben ebenso einen momentan entgegengesetzten Strom erzeugen muß, wie eine um ihre Achse gedrehte festliegende und in ihre bewegliche Mutter eingreifende Schraube dieselbe sich entgegenschraubt. Daß aber bei dem Nachlassen ober Aufhören dieser Einwirkung die local verdrängten und comprimirten elektrischen Elemente in gleicher Richtung mit dem störenden Strom zurückkehren müssen. Hierdurch möchten wohl sämmtliche Inductionserscheinungen eine naturgemäße Erklärung finden u. f. w.

Diese wenigen Beispiele werden einstweilen genügen, um diese kleine instructive Vorrichtung Fig. 11 und 12, namentlich für den Unterricht zu empfehlen30, da sie auch alle andern hieher gehörigen Erscheinungen anschaulich und leichtfaßlich macht, z. V. die Drehung eines zur Hälfte elektrisch durchströmten Magnetstabs um seine Achse — die verschiedenen Drehungen eines Stromleiters um die Magnetpole — die Bewegungen zwischen dem polaren Kreisschluß eines Hufeisenmagnets — den sogenannten Diamagnetismus mehr oder minder elektrisch- oder magnetischgeladener Substanzen — die Kreisung von Flüssigkeiten, des Lichtes etc.

Die hier entwickelte Ansicht erleuchtet aber auch die zum Theil noch dunkleren Erscheinungen der stagnirenden Elektricität isolirter und überladener Körper, z. B. die Wirkung derselben durch die ihr nicht zugänglichen Isolatoren — die sogenannte gebundene Elektricität etc. Die völlig consequente Erörterung dieses Gegenstandes wird nachfolgen.

Der vorliegenden unvollkommenen Darstellung wird es wenigstens zur Empfehlung gereichen, daß sie sich auf vorlängst bekannte Erfahrungen und sichere Naturerscheinungen im Großen stützt, ohne künstlich ersonnene |335| Kräfte zu Hülfe zu nehmen. Sie bedarf auch einstweilen keiner neuen mathematischen Construction, da Ampère's Fundamentalgleichung, mit deren Ausbildung sich seither so viele vorzügliche Talente beschäftigt haben, auch hier mit einigen geringen Modificationen ihre Gültigkeit behält.

Indem ich nun diesen Gegenstand bessern Kräften zur Prüfung und Vollendung übergebe, schließe ich mit den Worten unseres großen Meisters A. v, Humboldt:

„Wohl dem Experimentator, den abgeänderte Versuche von einer Theorie zur andern hinführen, dessen Vermuthungen nicht zu früh eine Gewißheit erlangen, die von der fernern Beobachtung zurückscheucht.“

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Der Hauptsache nach habe ich zwar diese meine Ansicht bereits in den Schriften: Der dynamische Antagonismus, Halle 1846, und die magnetoelektrische Rotationsmaschine etc., Halle 1847, mitgetheilt, indessen ist dieselbe bei der damals noch unvollkommenen Darstellung unbeachtet geblieben, und ich bin eben jetzt mit einer umfassenden Bearbeitung dieses Gegenstandes beschäftigt, aus welcher ich einstweilen die hier folgenden Hauptsätze entlehne.

|329|

Diese Rechtsdrehung des elektrischen Stromes bestätigen uns nicht allein sämmtliche experimentelle elektromagnetische Erscheinungen, sondern auch mehrere Thatsachen der Natur im Großen. Der mächtige vom Himmel zur Erde gerichtete Blitzstrahl zeigt uns genau die Seitenansicht einer gestreckten rechtsgewundenen Spirale, ebenso die Spuren desselben an senkrecht stehenden Gegenständen (Bäumen etc.). Ferner bestätigen dieses die elektrischen Wirbelwinde, Trompen, Wasserhosen etc. und neuerdings die vielseitigen Erfahrungen bei elektrischen Telegraphen. So wurden z. B. zwischen Höcht und Frankfurt 18 Träger des Leitungsdrahts durch eine mächtige elektrische Entladung in einer solchen Spirallinie von mehreren Windungen zersplittert. Mehrere derselben waren sogar rechtsum, in der Richtung von Oft nach Süd, um ihre Achse gedreht. Ebenso wurden durch eine solche elektrische Strömung an mehreren Orten und neuerdings unweit Braunschweig aus den schlichtspanigen Trägern fingerdicke Späne in gleicher Spiralform ausgesprengt u. s. w.

|334|

Das zu diesen Demonstrationen gewöhnlich gebrauchte Ampère'sche Männchen, welches, bald auf den Füßen oder auf dem Kopf stehend, bald auf dem Rücken oder dem Bauche liegend gedacht werden muß, verwirrt den Schüler und oft auch den Lehrer.

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