Titel: Photophon, Radiophon und Thermophon.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1881, Band 240 (S. 318–321)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj240/ar240115

Photophon, Radiophon und Thermophon.

Es war zu vermuthen, daſs die am Schlüsse des Artikels über das Photophon (1880 238 413) aufgeführten Erscheinungen wesentlich anderer Natur waren als jene vorher beschriebenen, an ältere Thatsachen sich anschlieſsenden |319| Versuche Bell's mit einer Selenplatte. Inzwischen haben Untersuchungen, welche von drei verschiedenen Physikern unabhängig von einander über diese Art der Schallbewegung angestellt wurden, diese von Bell noch dunkel gelassene Seite seiner neuen Erfindung wissenschaftlich aufgeklärt und für weitere Aufgaben verwerthet.

Zuerst hat sich E. Marcadier mit der Lösung der Aufgabe ganz unmittelbar beschäftigt (vgl. Comptes rendus, 1880 Bd. 91 S. 929 und 982. Naturforscher, 1881 S. 29 La Lumière électrique, 1881 Nr. 1 bis 3). Er ging zunächst darauf aus, die Empfindlichkeit des Apparates zu erhöhen, um unabhängig von der Intensität der Lichtquelle zu sein, da das reine Sonnenlicht, namentlich in den Wintermonaten, nicht beliebig zur Verfügung steht. Den Tongeber stellte er sich, abweichend von Bell, nicht durch ein an dem Rande mit Löchern versehenes Rad her, bei welchem Geräusch durch Reibung der Luft gegen die Ränder der Locher schwer zu vermeiden ist, sondern er wählte ein solides Rad aus blas und beklebte dasselbe mit schwarzem Papier, das concentrisch mehrere Reihen von Löchern besaſs, durch welche das Licht beim Drehen des Rades je nach der Wahl der Reihe, auf welche der Lichtstrahl auffiel, bestimmte bekannte Intermittenzen erfuhr. Der Empfänger bestand aus einer Platte, welche am den unteren Rand eines Höhrrohres durch einen aufgeschobenen und etwas übergreifenden Ring festgemacht wurde, so daſs sehr leicht die Platten gewechselt und die verschiedensten Stoffe angewendet werden konnten. Die Versuche Marcadier's haben nun dargethan, daſs die Töne, welche die intermittirenden Lichtstrahlen hervorrufen, nicht veranlaſst werden durch die transversalen Schwingungen der empfangenden Platte. Auch die Beschaffenheit der Molecüle der Empfänger zeigte keinen wesentlichen Einfluſs auf den Wahrgenommenen Ton. Denn bei gleicher Dicke und Oberflächenbeschaffenheit haben die allerverschiedensten Stoffe, als Empfänger, keinen Unterschied in der Höhe und im Klang des Tones erkennen lassen. Nur in Betreff der Intensität des Tones stellte sich in so fern ein Unterschied heraus, daſs bei den undurchsichtigen Stoffen die Intensität zunahm mit abnehmender Dicke der empfangenen Platte, so daſs man bei Empfängern von 5mm Dicke nichts mehr hörte. Bei den durchsichtigen Stoffen aber war ein solcher Einfluſs der Dicke nicht nachzuweisen innerhalb der Grenzen von 0mm,5 und 3cm.

Viel bedeutender war hingegen der Einfluſs der Oberfläche auf die Intensität des Tones. Jede Aenderung welche das Reflexionsvermögen der Oberfläche des Empfängers vermindert und ihr Absorptionsvermögen steigert, erhöht die Intensität des photophonischen Tones. Geritzte, matte, oxydirte Oberflächen erwiesen sich zur Herrufung der Töne sehr geeignet, während eine Glasplatte mit versilberten Oberfläche gegen die intermittirenden Strahlen ganz unempfindlich war. Noch überzeugender erwies sich der Einfluſs der Oberflächenbeschaffenheit wenn man die Oberflächen mit dünnen Schichten von Bedecken von Stoffen bedeckte, welche die Strahlen mehr oder weniger gut absorbiren. Das Bedecken von Glasplatten mit Bleiweiſs, Zinkweiſs und Chromgelb macht die Erzeugung von Tönen unmöglich, während das Bedecken mit chinesischer Tusche, Platinschwarz und besonders mit Ruſs die Intensität der Erscheinung bedeutend steigerte. Die Wirkung des Ruſses zeigt sich bei undurchsichtigen Empfängern in hohem Grade wenn dieselbe sehr dünn sind und die beruſste Seite der Lichtquelle zugekehrt ist; wird Sie dem Ohre zugewendet, so erzeugt sie keine Wirkung. Noch überraschender ist die Wirkung des Ruſses bei Stoffen, welche, wie z.B. dünnes Papier an sich keine deutliche Wirkung bei intermittirender Beleuchtung zeigen; mit Rusſ bedeckt geben sie sehr deutliche Töne. Hiernach wurden aus dünnem Glimmer, der einseitig beruſst ist, sehr empfindliche Empfänger hergestellt, mit deren Hilfe die Rolle der Lichtstrahlen eingehender studirt werden konnte. Die empfindlichen Empfänger gestatteten auch, statt der Sonnenstrahlen elektrisches Licht, Drummond'sches Licht, eine mit Sauerstoff gespeiste Erdöllampe, eine gewöhnliche Erdöllampe und endlich eine Gasflamme anzuwenden.

Während Bell die Erscheinung Photophonie genannt hatte, um auszudrücken, dasſ die leuchtenden Strahlen die wirksamen wären, belegte Marcadier die Erscheinung mit dem Namen der Radiophonie und bezeichnete ohne weiteren |320| Vorbehalt die Strahlung im Allgemeinen als Quelle der Töne. Um zu entscheiden, welche Art von Strahlen die wirksamen seien, zerlegte er das von einer elektrischen Lampe ausstrahlende intermittirende Licht durch ein Prisma in ein Spectrum von 5 bis 6cm Länge; das Licht fiel auf einen Schirm, durch dessen Oeffnung nur ein Theil desselben auf die dahinter liegenden empfindlichen Empfänger fallen konnte. Dabei hörte man keinen Ton in dem Theil des Spectrums, der sich vom unsichtbaren Violett bis zum Gelb erstreckt; in den orange Strahlen begann man einen Ton zu vernehmen; derselbe wurde allmählich stärker in den rothen Strahlen und erreichte seine gröſste Kraft in den unsichtbaren Strahlen jenseits des Roth, um dann sehr schnell abzunehmen. Da die radiophonischen Wirkungen vorzugsweise hervorgebracht werden durch die rothen und ultrarothen Strahlen, also durch die Strahlen von groſser Wellenlänge, so ist man vollkommen berechtigt, den Namen Photophon durch den Namen Radiophon zu ersetzen, besonders da die Strahlen vorzugsweise durch ihre thermischen Eigenschaften wirken. In wie hohem Grade dies der Fall sei, lehrte folgender Versuch: Vor dem die Strahlen unterbrechenden Rade stand eine Kupferscheibe von etwa 2mm Dicke, die an ihrer hinteren Seite durch eine Gasflamme erhitzt wurde. War die Scheibe auf dunkle Rothglut erhitzt, so hörte man die radiophonischen Töne ganz deutlich. Nun löschte man die Flamme aus und, während die Scheibe sich abkühlte, hörte man die radiophonischen Töne noch immer weiter, selbst als die Scheibe so weit abgekühlt war, daſs man sie im Dunkeln nicht mehr sehen konnte. Hier kann natürlich von einer Photophonie nicht mehr die Rede sein, man könnte schon viel eher den Ausdruck Thermophonie anwenden.

Bei der Tonerzeugung durch intermittirendes Licht in Platten beliebiger Substanzen handelt es sich somit um Wärmewirkungen der durch das Rad unterbrochenen Strahlen; die einander sehr schnell folgenden Erwärmungen des betreffenden Empfängers erzeugten Schwingungen, deren Zahl von der Zahl der Erwärmungen bedingt ist, und daher ist die Höhe der Töne ausschlieſslich abhängig von der Anzahl der Unterbrechungen der Wärmestrahlen.

Im November vorigen Jahres machte Prof. Röntgen in Gieſsen den Versuch, die intermittirende Bestrahlung statt auf feste plattenförmige Empfänger auf Gas wirken zu lassen (vgl. 20. Bericht der Oberhessischen Gesellschaft für Natur- und Heilkunde durch Naturforscher, 1881 S. 23). In einer 40cm langen Röhre, die an beiden Seiten mit Steinsalzplatten geschlossen ist, befindet sich das zu untersuchende Gas; von der unteren Seite, in der Mitte der horizontalen Röhre, begibt sich ein langes Seitenrohr in ein Gefäſs mit farbiger Flüssigkeit, von welcher man einen Theil in dieser Röhre aufsteigen läſst. Läſst man nun die Strahlen einer Wärmequelle durch das Gas in der Röhre gehen, so wird dieses durch die absorbirte Wärme ausgedehnt und drückt die farbige Flüssigkeit hinab. Diese Druckzunahme ist bei stark absorbirenden Gasen sehr merklich.

Wenn man nun durch eine ähnlich eingeschlossene Gassäule intermittirende Wärmestrahlen nach der Methode Bell's durchschickt, so war zu erwarten, daſs das Gas ebenso viel Ausdehnungen erfahren werde, als Lichtpulse durch die Löcher der rotirenden Scheibe zu demselben gelangen, daſs es also tönen werde. Röntgen machte den Versuch erst mit Luft und konnte keinen Ton wahrnehmen, vermuthlich wegen der vielen fremden Geräusche, die seinem Versuche nicht ausgeschlossen waren. Hingegen war ein Ton auſserordentlich deutlich wahrnehmbar, wenn die Röhre mit Leuchtgas gefüllt war. Mit Ammoniakgas erzielte er gleichfalls deutliche Töne; dagegen verhielten sich trockener Wasserstoff und Sauerstoff wie die atmosphärische Luft. Es war ihm somit – die erste wissenschaftliche Verwerthung des Radiophons – hier ein Mittel geboten, das Wärmeabsorptionsvermögen von Gasen und Dämpfen in ganz unzweideutiger Weise zu untersuchen.

Unterdeſs ist diese Untersuchung in sehr ausgedehntem Maſse von Tyndall in London ausgeführt und die Ergebnisse derselben der Royal Society am 13. Januar 1881 mitgetheilt worden (vgl. Nature, 1881 Bd. 22 S. 374). Tyndall hatte in jüngster Zeit beschlossen, eine neue Methode zur Prüfung der Wärmeabsorption der Gase anzuwenden, nämlich die, auf welche auch Röntgen |321| gekommen war. Er wollte, statt wie bisher die durch eine Gassäule wirklich hindurchgegangene Wärme mit der Thermosäule zu messen, die Ausdehnung der Gase durch die von ihnen absorbirte Wärme beobachten. Da lernte Tyndall die Versuche Bell's kennen und kam ebenso wie Röntgen auf den Gedanken, diese Versuche mit Gasen und Dämpfen zur Prüfung ihres Wärmeabsorptionsvermögens anzustellen.

Die Strahlen einer Siemens'schen elektrischen Lampe werden durch Linsen auf den Rand einer rotirenden Zinkscheibe concentrirt, welche mit Zähnen in entsprechenden Zwischenräumen besetzt ist, die so intermittirend gemachten Strahlen fallen dann auf eine Flasche, welche das zu untersuchende Gas oder den zu prüfenden Dampf enthält; der Hals der Flasche steht durch ein Gummirohr mit dem Ohre in Verbindung. In dieser Weise hat Tyndall in bequemer Weise Gase und Dämpfe auf ihre Fähigkeit, Wärme zu absorbiren, prüfen können. Unter den untersuchten zeichneten sich durch ihr starkes Wärmeabsorptionsvermögen aus: Kohlensäure, Ammoniak, Wasserdampf und Grubengas. Die Dämpfe waren sämmtlich sehr wirksam und manche gaben Töne, die man in einer Entfernung von 30m hören konnte.

Bei diesen Untersuchungen überzeugte sich Tyndall wiederholt davon, daſs es sich, wie die Anstellung der Versuche es voraussetzte, um Wärmewirkungen handelte, die durch eine Lösung von Jod in Schwefelkohlenstoff nicht beeinträchtigt wurden, hingegen durch eine Alaunlösung, welche die Wärmestrahlen absorbirt, aufgehalten werden. Im Gegensatze hierzu zeigte sich an den Dämpfen von Brom und Jod keine Wirkung, wenn die Strahlen durch eine Lösung von Jod in Schwefelkohlenstoff gegangen waren und somit ihre leuchtenden Strahlen verloren und die thermischen behalten hatten; hingegen tönten diese Dämpfe deutlich, wenn die Strahlen durch Alaunlösung und Eislinsen gegangen waren, welche ihre thermischen Strahlen absorbiren und die leuchtenden hindurchlassen.

Schon jetzt ist also das Radiophon Bell's, denn dieser Namen wird wohl als passendster beibehalten werden müssen, als ein sehr wichtiges, dem Telephon ebenbürtiges Hilfsmittel für die physikalische Untersuchung anzuerkennen. (Nach der Elektrotechnischen Zeitschrift, 1881 S. 95.)

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