Page images
PDF

hat, wende ich mich sofort zu der Beschreibung der endgültigen Form, welche sich im Gebrauch als die vortheilhafteste erwiesen hat. Eine Abbildung des Instrumentes findet sich in den Fig. 1, 2, 3 und 4; und zwar gibt Fig. 1 den Grundriss, Fig. 2 die Vorderansicht, Fig. 3 die Seitenansicht. In Fig. 4 ist die Torsionssaite mit dem schwingenden System, sowie die Art der Befestigung besonders dargestellt. Es sind daher die meisten Einzelheiten aus der Zeichnung selbst ersichtlich und ich kann mich hinsichtlich der Beschreibung kurz fassen.") Auf einem mit drei Stellschrauben versehenen Grundbrett sind zwei 1 cm dicke, 14 cm hohe Messingsäulen (aa.) vertical befestigt, welche an ihrem oberen Ende durch ein kräftiges Metallstück (b) zu einem Joch miteinander verbunden sind. Dieses dient dem schwingenden System, bez. der Metallseite (c) zum Träger. Die Saite c wird an ihrem unteren Ende durch eine auf dem Grundbrett angebrachte, in der Mitte zwischen den Messingsäulen befindliche Klemmvorrichtung (d) gehalten, während ihr oberes Ende durch einen Torsionskopf (e) gefasst wird. Letzteres ist in das Metallstück (b) eingesetzt und zwar besitzt dieses in seiner Mitte eine verticale, 1 cm weite Bohrung, welche den verjüngten, cylindrischen Theil des Torsionskopfes aufnimmt, sodass dieser nach Belieben gedreht, oder mit Hülfe der Schraube (f) festgestellt werden kann. Die Befestigung der Saite an dem Torsionskopf ist keine directe, sondern diese ist mittels eines kleinen Häckchens mit der vierkantigen Messingstange g verbunden, welche den Torsionskopf in verticaler Richtung durchläuft. Die Stange g ist auf ihrem oheren Ende mit Gewinde versehen und kann mit Hülfe der Mutter h mikrometrisch gehoben oder gesenkt werden, wodurch die Spannung der Saite regulirt wird. Das schwingende System i besteht aus zwanzig 8 mm langen, 0,35 mm dicken weichen Eisendrähten, welche auf einem schmalen, leichten Messingblechstreifen (k) parallel und in gleichem Abstand von einander aufgelöthet sind. Der Messingstreif k trägt an seinem oberen Ende den leichten

1) Die von mir benutzten Apparate sind von Hrn. Mechaniker Oehmke im Physiologischen Institut, Berlin NW., zu meiner Zufriedenheit ausgeführt worden.

[graphic]

Spiegel /, welcher zur Beobachtung der Schwingungsamplituden dient und ist seinerseits an zwei Punkten, cz und 3 mit der Saite verlöthet. Im Uebrigen findet zwischen ihm und der Saite keine Berührung statt. ) Gegenüber den freien Enden des Systems befinden sich die vier Pole der beiden Telephonmagnete m und m1. Diese letzteren bestehen aus permanent magnetisirten Wolframstahlstäben in Hufeisenform und sind in der gebräuchlichen Weise mit magnetisch weichen Polstücken (n nn n) versehen, um welche die Spulen (o o. 01 o.) gelegt sind. Diese sind in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise gegen einander geneigt, wodurch es möglich wird, die vier freien Pole in der Nähe des Systems dicht zusammen zu bringen und den Uebergang der magnetischen Kraftlinien an andern Stellen der Polstücke zu vermindern. Die Magnete sind so gerichtet, dass sich gleichnamige Pole (VASS) einander gegenüberstehen; es wird daher in den weichen Eisendrähten des Systems i starker Magnetismus inducirt, sodass man letzteres wie ein permanent magnetisirtes Thomson'sches Magnetsystem betrachten kann. Der zu messende Wechselstrom durchläuft die vier Spulen oooo derart, dass während einer bestimmten Stromphase der Magnetismus zweier diagonal gelegener Pole (etwa N und S) geschwächt, dagegen diejenigen der beiden andern (S und M) verstärkt wird. In der folgenden Phase ist die Stromwirkung auf die Pole die umgekehrte. Die vier Magnetpole wirken dann in jedem Augenblick hinsichtlich der tordirenden Kraft, die sie auf das System i ausüben, in dem gleichen Sinne. Die beiden Telephonmagnetem und m sind auf kräftigen, sorgfältig gearbeiteten Metallschlitten p und p. montirt, welche mit Hülfe zweier mit langer Spindel versehener Kordenschrauben q und q innerhalb einiger Centimeter mikrometrisch vor- und rückwärts bewegt werden können. Auch tragen die Schlitten die vier isolirt aufgesetzten Klemmschrauben rrrr, von denen je zwei mit den Enden der Bewickelung eines Telephonmagnets in Verbindung stehen.

1) Ist diese Bedingung nicht erfüllt, so ist die Ruhelage des Instrumentes eine wesentlich schlechtere; dieselbe leidet dann unter dem Einflusse kleiner äusserer Erschütterungen, was sonst nicht der Fall ist. Um die Länge der Saite c innerhalb weiterer Grenzen variiren zu können, sind an den Säulen a und an zwei grosse Metallklammern s und so von parallelepipedischer Form verschiebbar angebracht, deren eine in Fig. 5 dargestellt ist. Mittels zweier Schrauben (t und t) kann dieselbe in beliebiger Höhe an den Säulen a und a, befestigt werden. Jede der beiden Klammern ist an ihrer einen Seite mit einem rechteckigen, bis zur Mitte vorspringenden Ausschnitt versehen, welcher durch ein Metallstück (v) genau ausgefüllt wird. Durch Anziehen der Schrauben u und u lässt sich dieses gegen den Metallkörper der Klammern anpressen, wodurch die dazwischen liegende Saite festgeklemmt wird. Auf einer auf den Säulen angebrachten Theilung kann die Lage der Klammern und mithin auch die Länge der Saite abgelesen werden.

Variation und Regulirung des Eigentons.

Man kann mit Hülfe der Klammern s und so die Länge der Saite c ungefähr im Verhältniss 1 zu 5 variiren, wodurch eine Aenderung der Schwingungszahl des Systems um etwas mehr als eine Octave herbeigeführt wird. Grössere Aenderungen können ferner durch Vermehrung bez. Verminderung des Trägheitsmomentes des schwingenden Systems vorgenommen werden !), sodass man mit Hülfe eines einzigen Systems leicht ein Gebiet von zwei Octaven beherrscht. Beabsichtigt man, noch grössere Variationen des Eigentons vorzunehmen, so ist man genöthigt ein anderes System einzusetzen, welches an einer stärkeren bez. schwächeren Saite befestigt ist, je nachdem man grössere oder geringere Frequenzen wünscht. Bei der Construction des Elementes ist darauf Rücksicht genommen, dass ein solcher Austausch ohne Mühe innerhalb weniger Minuten auch von einem ungeübten Beobachter vorgenommen werden kann. Kleinere Aenderungen in der Schwingungsdauer werden am besten durch Nähern und Entfernen der

1) Zur Vermehrung des Trägheitsmomentes wurden kurze Stückchen von Messing- oder Aluminiumdraht durch ein unterhalb des Spiegels befindliches kleines Loch des Metallstreifens k bis zu ihrer Mitte hindurchgeschoben und mit etwas hartem Kitt befestigt. Es ist hierbei auf die Güte der Befestigung Werth zu legen, da unsichere Verbindungen jeder Art die Dämpfung der Schwingungen wesentlich vermehren und die Empfindlichkeit des Instrumentes dadurch verringern. Ann. d. Phys. u. Chem. N. F. 56. Z

[graphic]

Telephonmagnetem und m. d. h. durch Drehen der Schrauben, und bewirkt. Wie bei dem Wien'schen optischen Telephon ist auch hier die Dämpfung der Schwingungen wesentlich von der Stärke des magnetischeu Feldes abhängig, auch werden durch die Bewegung der Magnete Veränderungen in der Richtkraft des Systems herbeigeführt, sodass man auf diesem Wege leicht Stimmungsänderungen im Betrage von 15 Proc. auf- und abwärts erreichen kann. Es ist hierbei wichtig, zu erwähnen, dass die Stromempfindlichkeit des Instrumentes durch solches Nähern und Entfernen der Telephonmagnete, sofern es sich nur um einige Milimeter handelt, sehr wenig beeinflusst wird. Der Grund dieses merkwürdigen Verhaltens ist darin zu suchen, dass mit zunehmender Entfernung der Electromagnetpole von dem schwingenden System zwar die magnetische Kraft geringer wird, gleichzeitig aber auch die (vorwiegend magnetische) Dämpfung der Schwingungen abnimmt. Es werden hierdurch die Bedingungen zu einer vollkommenen Resonanz gegeben, sodass sich eine grössere Zahl von Schwingungen bis zum Eintritt der maximalen Elongation des Spiegels addirt. Die beiden genannten Wirkungen gehen in entgegengesetzter Richtung und zwar überwiegt bei den von mir untersuchten Instrumenten der Einfluss der verminderten Dämpfung denjenigen der verringerten magnetischen Kraft um ein Geringes, sodass innerhalb gewisser Grenzen mit wachsender Entfernung der Magnetpole die Empfindlichkeit des Instrumentes langsam zunimmt. So beobachtete ich bei Vermehrung dieser Entfernung von 3 mm auf 8 mm eine Steigerung der Empfindlichkeit um ca. 10 Proc.; doch gelten diese Zahlen nur für das von mir benutzte Exemplar, da der Grad der Magnetisirung und das Material der Telephonmagnete hierbei von wesentlichem Einfluss ist. Es ist jedoch nicht rathsam, die Pole der Electromagnete um mehr als etwa 6 mm von dem schwingenden System zu entfernen, da naturgemäss der Einfluss sehr kleiner Verstimmungen sowohl in dem Instrument selbst, als auch in der Stromquelle bei geringerer Dämpfung stärker hervortritt; auch arbeitet das Instrument dann merklich träger, d. h. braucht mehr Zeit bis zur Vollendung des Ausschlages. Für die meisten Zwecke scheint mir eine Entfernung zwischen den Magnetpolen und dem System von 3–4 mm am vortheilhaftesten. Das Instrument ist dann für Wechselströme von der Periode seines Eigentons etwa 40mal empfindlicher als für constanten Strom und vollendet seine Ausschläge in weniger als einer halben Secunde. Durch Vergrösserung der Entfernung auf etwa 2 cm kann man leicht für den Resonanzton die 250–300fache Empfindlichkeit erreichen wie für den constanten Strom; das Instrument gebraucht dann aber ungefähr 3 Secunden, bis der maximale Ausschlag erreicht ist und es machen sich die oben genannten störenden Einflüsse leicht bemerkbar.

[graphic]

Die Herstellung der Resonanz zwischen Instrument und Stromquelle ist praktisch leicht durchführbar und stellt an das musikalische Gehör des Beobachters keinerlei Anforderungen. Am einfachsten gestaltet sich die Operation, wenn man über die Periode des zu messenden Wechselstromes innerhalb weiterer Grenzen frei verfügen kann; ein Fall, der in der experimentellen Praxis häufig vorkommt. Ich nehme an, dass zur Erzeugung der Wechselströme ein Kohlrausch'schen Inductorium und ein Wien'scher Saitenunterbrecher) benutzt wird. Man verfährt am besten so, dass man den Unterbrecher in Thätigkeit setzt und das Instrument in dessen unmittelbarer Nähe aufstellt. Er wird dann durch den periodisch schwankenden Magnetismus des Electromagneten, welcher zur Erregung der Saite in dem Wien'schen Unterbrecher dient, auf das schwingende System des Instrumentes eine intermittirende ablenkende Kraft ausgeübt, welche, sobald die gewünschte Schwingungsgleichheit zwischen Instrument und Stromunterbrecher erreicht ist, sehr energische Torsionsschwingungen des Systems hervorbringt. Um Resonanz zu erhalten, genügt es daher, während man irgend einen heilen Punkt im Raum, etwa das Glanzlicht des eigenen Augapfels, in dem Spiegel des Instrumentes mit blossem Auge betrachtet, die Schwingungszahl des Unterbrechers durch Veränderung der 1) Eine Beschreibung dieses vortrefflichen Instrumentes hat Hr. Wien Wied. Ann. 44. p. 680. 1891 gegeben. Das von mir benutzte Exemplar enthielt statt der Quecksilbercontacte solche von Silber und Platin und functionirte bei Verwendung eines Condensators von einem Mikrofarad im Nebenschluss des zum Antrieb des Unterbrechers dienenden Accumulators tadellos.

« ՆախորդըՇարունակել »