12. Ueber eine Vorrichtung um Messinstrumente gegen die Erschütterungen des Bodens zu schützen; von W. H. Julius. (Der Kon. Akad. v. Wetensch. zu Amsterdam mitgetheilt in der Sitzung vom 25. Mai 1895.)

(Hierzu Taf. I Fig. 8.)

Den meisten Physikern, welche ihre feineren Messungen in der Mitte einer belebten Stadt durchzuführen haben, sind die unaufhörlichen Erschütterungen der auf weichem Boden stehenden Gebäude leider wohl bekannt. Der Einfluss dieser Erschütterungen auf die Ruhe frei aufgehängter Körper, wie z. B. der Magnetsysteme unserer Galvanometer, ist im allgemeinen um so grösser, je leichter das System und je geringer dessen Trägheitsmoment bezogen auf die verticale Axe ist.

H. du Bois und H. Rubens haben die Bedingungen entwickelt 1) und bei der Construction der Magnetsysteme ihres Galvanometers möglichst vollständig berücksichtigt die ein an einem torsionslosen Faden aufgehängter Körper erfüllen muss, damit kleine Verschiebungen des Aufhängepunktes wenigstens keine Drehungen des Systems um eine verticale Axe veranlassen können und also das Bild einer Scala nicht ablenken.

Wenn man ein System so angefertigt hat, dass es den von ihnen gestellten Anforderungen wirklich Genüge leistet, so ist jedenfalls ein grosser Schritt vorwärts gethan. Leider ist es aber sehr schwierig, ganz besonders bei kleinen Systemen, die,,Trägheitssymmetrie" mit der erforderlichen Genauigkeit herzustellen und während der Handhabung des Apparates zu erhalten. Ich habe das noch vor kurzem bei der Construction äusserst leichter Radiomikrometerkreise besonders unangenehm empfunden und gewann die Ueberzeugung, dass der Besitz eines erschütterungsfreien Aufstellungsortes für den ganzen

1) H. du Bois u. H. Rubens, Wied. Ann. 48. p. 241. 1893.

Apparat doch eigentlich eine nothwendige Bedingung sei, um mit demselben arbeiten zu können.

Höchstwahrscheinlich wird schon mancher mit mehr oder weniger gutem Erfolge gegen die Erschütterungen des Bodens gekämpft haben. So viel ich weiss, sind aber nur wenige wohlgelungene Versuche in dieser Richtung veröffentlicht worden.

In ,,Monthly notices of the Royal Astronomical Society", 17. p. 160, beschreibt Airy eine von ihm benutzte Vorrichtung, um einen ruhigen Quecksilberhorizont zu bekommen. Er stellt das Quecksilbergefäss auf eine Tischplatte, welche an Kautschukbändern aufgehängt ist. Die Aufhängepunkte befinden sich oben an einem kleinen Holzgerüst, welches auf eine zweite Tischplatte befestigt ist, die ihrerseits wiederum an Kautschukbändern hängt. Diese Combination wiederholt sich noch einmal.

Auch im physiologischen Laboratorium der Universität in Leyden ist eine erschütterungsfreie Aufstellung seit einiger Zeit in Gebrauch, und zwar mit vorzüglichem Erfolg. Prof. Einthoven hat dort den Meniscus eines Capillarelectrometers

dessen Bewegungen bei 800 maliger Vergrösserung photographirt werden vollständig gegen das Rütteln geschützt, indem er den Apparat auf einer grossen eisernen Platte befestigt hat, welche auf Quecksilber schwimmt.

Es war mir wegen verschiedener Ursachen nicht möglich, bei einer gewissen Untersuchung die letzterwähnte Methode zu benutzen, hauptsächlich weil die hierzu erforderliche Einrichtung in meinem speciellen Falle in sehr grossem Maassstabe hätte ausgeführt werden müssen.

Da es mir nun vor kurzem gelang, denselben Zweck auf ganz anderem Wege zu erreichen, halte ich es nicht für überflüssig, auch meine Resultate mitzutheilen.

Meine Ueberlegungen richteten sich auf folgende zwei Punkte:

1. die immer wechselnden Kräfte, denen der zu schützende Apparat durch die Bewegung seiner Verbindungsstellen mit der Umgebung ausgesetzt ist, möglichst zu schwächen;

2. die Bedingungen so zu wählen, dass diese geschwächten Kräfte möglichst wenig Veränderung bringen können in der

Lage der verschiedenen Punkte des Apparates und speciell derjenigen Punkte, deren Stabilität am nothwendigsten ist. Dies führte, nach einigen vorläufigen Versuchen, auf die folgende Construction.

An einem Balken (Fig. 8) (der am besten ohne Verbindung mit der Zimmerdecke in den Wänden eingemauert ist) oder an einer hohen Wandconsole sind in den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks ABC drei Stahldrähte von 2-3 m Länge befestigt. Unten an diesen hängt ein nicht sehr schweres aber doch stark construirtes Stativ (in der Figur in ungefähr 1/15 der wirklichen Grösse abgebildet), in dessen Mitte sich ein Cylinder mit Zahnstange befindet. Längs dieser lässt sich ein Gewicht G von 3 oder 4 Kg mit Hülfe eines Zahnrades auf und nieder schieben und durch eine (in der Zeichnung nicht sichtbare) Klemmschraube in jeder Höhe fixiren. Auf das Tischchen stellt man das zu schützende Instrument in solcher Weise auf, dass sein Schwerpunkt in die Axe der ganzen Vorrichtung kommt, und schraubt es am besten fest.

Indem man nun das Gewicht G verschiebt, ist man im Stande den Schwerpunkt des ganzen aufgehängten Systems in verticaler Richtung zu verschieben. Die Befestigungspunkte A'B'C' der Drähte sollen sich senkrecht unter den Punkten A, B, C befinden.

An die Fussplatte des Stativs sind noch drei Stellschrauben angebracht. Dieselben werden nur gebraucht, wenn man an dem Apparat etwas zu verändern hat; in jenem Falle wird ein gewöhnlicher verstellbarer Tisch, der sich dicht darunter befindet, ein wenig in die Höhe geschoben, sodass das Stativ darauf ruht.

Untersuchen wir jetzt den Einfluss, den bei dieser Anordnung die theils periodischen, theils unregelmässigen allseitigen Verschiebungen der Punkte A, B, C auf das Instrument ausüben werden, und fassen wir dabei zunächst nur die horizontalen Componenten der Bewegungen ins Auge.

Als erste Annäherung darf man jedenfalls voraussetzen, dass die drei Aufhängepunkte ganz ähnliche Bewegungen gleichzeitig ausführen, und dass also die Wellenzüge in den Drähten mit gleicher Phase anfangen. Wenn nun die Drähte