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ist

Nach der Bestimmung von Weber und Kohlrausch

c=439450. 106

Millimeter
Secunde

woraus sich a zu 41949 geographischen Meilen in der Secunde ergiebt während für die Lichtgeschwindigkeit von Busch aus Bradley's Aberrationsbeobachtungen 41994 Meilen, und von Fizeau durch directe Messung 41882 Meilen gefunden worden sind.

V. Ueber

Ueber die Identität der Schwingungen des
Lichts mit den elektrischen Strömen;

von E. Lorenz.

(Aus dem »Oversigt over det K. Danske Vidensk. Selsk. Forhandl.« 1867. No. 1, vom Hrn. Verfasser übersandt.)

Bekanntlic

Jekanntlich ist es der Wissenschaft unseres Jahrhunderts gelungen, so viele Beziehungen zwischen den verschiedenen Kräften, zwischen Elektricität und Magnetismus, zwischen Wärme, Licht, molecularen und chemischen Kräften, nachzuweisen, dafs man mit einer gewissen Nothwendigkeit dahin geführt wird, sie alle als Aeufserungen einer und derselben Kraft zu betrachten, die nach den Umständen unter verschiedenen Formen auftritt. Allein während dieses der leitende Gedanke bei den gröfsten Forschern unserer Zeit gewesen, ist es doch bei weitem nicht gelungen, denselben in der Theorie durchzuführen, und wenn auch durch Versuche die Beziehungen zwischen den verschiedenen Kräften dargethan worden sind, so hat man sie doch nur an ganz einzelnen Punkten erklären können. So hat Ampère die Verwandtschaft zwischen Elektricität und Magnetismus theoretisch erklärt, obwohl ohne Beweis für die Möglichkeit der von ihm angenommenen molecularen, durch eigene Kraft

fortdauernden elektrischen Ströme, und eben so ist später Melloni nach und nach zur Annahme einer Identität des Lichtes mit der strahlenden Wärme geführt worden; aber diese Theorien stehen noch ganz isolirt, als einzelne Glieder der grofsen Kette da, und so weit entfernt ist man noch davon, den Gedanken von der Einheit der Kräfte auf dem Wege der Theorie durchführen zu können, dafs man noch, fast ein halbes Jahrhundert nach Oersted's Entdeckung, allgemein die beiden Elektricitäten als elektrische Fluida betrachtet, das Licht als Schwingungen des Aethers und die Wärme als Bewegungen der Molecule der Körper.

Diese physischen Hypothesen sind indefs kaum mit dem Gedanken von der Einheit der Kräfte vereinbar, und während letzterer eine wesentliche Bedeutung für die Wissenschaft gehabt hat, kann dasselbe in keiner Weise von ersteren gesagt werden, die sich zunächst nur als praktisch nützlich dadurch gezeigt haben, dafs sie unserem Vorstellungsvermögen ein Substrat gewähren. Es dürfte daher wohl am richtigsten seyn einzuräumen, dass wir uns beim gegenwärtigen Standpunkte der Wissenschaft noch gar keine Vorstellung von dem physikalischen Grund der Kräfte und ihrer Wirksamkeit im Innern der Körper machen können, und daher wenigstens vorläufig einen anderen Weg, fern von allen physischen Hypothesen, wählen müssen, um die Theorie, wenn möglich, in solcher Weise Schritt für Schritt sicher vorwärts zu führen, dafs nicht die weiteren Fortschritte einer kommenden Zeit die gewonnenen Resultate zu nichte machen.

Diese Auffassung liegt sowohl der gegenwärtigen Untersuchung als meinen früheren Arbeiten über die Theorie des Lichts (Pogg. Ann. Bd. 118 und 121) zu Grunde, und ich bin um so mehr darin bestärkt worden, dieselbe festzuhalten, als es sich in merkwürdiger Weise zeigt, wie die Resultate, die ich mich erlaube hier vorzulegen, sich den von mir in der Theorie des Lichts früher gefundenen nahe anschliefsen und Hand in Hand mit denselben gehen. Indem ich also alle physischen Hypothesen von der Untersuchung fern

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halte, werde ich in der Kette, die die verschiedenen Aeufserungen der Kräfte verknüpft, ein neues Glied nachzuweisen versuchen, indem ich darthun werde, dafs, in Uebereinstimmung mit den Gesetzen, die wir für die Fortpflanzung der Elektricität unter Einwirkung der freien Elektricität und der elektrischen Ströme des umgebenden Mittels aus dem Versuche ableiten können, solche periodische elektrische Ströme möglich sind, die sich in jeder Weise wie die Schwingungen des Lichts verhalten, woraus sich dann unzweifelhaft ergiebt, dafs die Schwingungen des Lichtes selbst elektrische Ströme sind.

Wir wissen, dafs das Licht durch eine Wellenbewegung mit sehr schnellen periodischen Bewegungen, die wir Schwingungen nennen können, erzeugt wird. Es ist das Eigenthümliche dieser Schwingungen, dafs sie auf der Richtung, in welcher die Lichtwelle sich fortpflanzt, winkelrecht stehen, und man darf wohl sagen, dafs gerade diese Eigenthümlichkeit durch die Elasticitätstheorie oder durch die damit verwandte Theorie Cauchy's ihre richtige Erklärung nicht gefunden hat, denn selbst davon abgesehen, dafs diese Theorie zur Annahme eines besonderen Mittels, des Lichtäthers, welches übrigens völlig isolirt und von jeder anderen Wahrnehmung oder beweislichen Verbindung mit anderen Kräften getrennt dasteht, nöthigt, bleibt es doch selbst mit dieser Voraussetzung und mit den verschiedenen Hypothesen Cauchy's kaum möglich ein Mittel zu construiren, in welchem eine Wellenbewegung sich ohne Spur von longitudinalen Schwingungen fortpflanzen könnte. Ueberzeugt davon, dass diese Theorie nicht eine wirkliche, sondern nur eine fingirte Erklärung eben der Eigenthümlichkeit des Lichtes, der transversalen Schwingungen, geben kann, hatte ich schon früher die Aufmerksamkeit darauf hingelenkt, dafs veränderliche elektrische Ströme, welche in geschlossenen Leitern Ströme induciren, die mit den ursprünglichen parallel gehen, den Schwingungen des Lichts, die gewissermafsen auch parallele Schwingungen induciren, ähnlich sind. Da indessen die allgemein angenommenen und durch Ver

suche bestätigten Gesetze für die Inductionsströme nicht unmittelbar zu dem erwarteten Resultate führten, blieb die Frage übrig, ob es nicht möglich wäre, die angenommenen Gesetze in solcher Weise zu modificiren, dafs sie sowohl die Versuche, auf welche sie sich stützen, als auch die Erscheinungen, die der Lichtlehre angehören, umfassen könnten.

Kirchhoff hat (Pogg. Ann. Bd. 102) die Gesetze für die Bewegung der Elektricität in den Körpern mit constantem Leitungsvermögen durch folgende Gleichungen ausgedrückt:

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wo u, v, w die Componenten der elektrischen Stromdichtigkeit im Punkte x, y, z sind, k das constante Leitungsvermögen, c eine Constante, und

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worin u', v', w' die Componenten der Stromdichtigkeit im Punkte x', y', ' sind, &' die Dichtigkeit der freien Elektricität in diesem Punkte, e' die Dichtigkeit auf dem Oberflächenelement dS und r der Abstand zwischen den Punkten x, y, z und x', y', z'.

Diese Formeln drücken aus, dafs die Componenten der elektromotorischen Kraft in x, y, z, die dem Ohm'schen Gesetze zufolge sind, eine Summe zweier elek

u

v W

k k k

tromotorischen Kraftcomponenten sind: die eine von der vertheilenden Wirkung der freien Elektricität, die andere von der inducirenden, durch das Weber'sche Gesetz bestimmte, Wirkung der variablen Stromintensitäten in allen Elementen des Körpers herrührend.

Ferner hat Kirchhoff die Relationen zwischen den Stromcomponenten und der freien Elektricität durch die zwei Gleichungen

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ausgedrückt, worin 2, u, v die Winkel sind, die die nach innen gerichtete Normale der Oberfläche mit den Coordinatenaxen macht.

Es ist nun sogleich einleuchtend, dafs die Gleichungen (1), die in völlig empirischer Weise hergeleitet sind, nicht nothwendig der exacte Ausdruck des wirklichen Gesetzes sind, und es wird immer erlaubt seyn, mehrere Glieder zuzufügen oder den Gleichungen eine andere Form zu geben, so lange nur diese Aenderungen keinen merklichen Einfluss auf die Resultate, die durch Versuche constatirt sind, bekommen können. Wir werden daher damit anfangen, die zwei Glieder auf der rechten Seite der Gleichungen (1) als die ersten Glieder einer Reihenentwickelung zu betrachten.

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eine neue Function definirt, in der durch die Bezeichnun

gen &' (t—) und e' (t — —-), wo a eine Constante ist,

a

ausgedrückt werden soll, dafs diese dieselben Functionen sind, wie ɛ' und e' von t in dem oben benutzten Ausdrucke 2. Durch Reihenentwickelung hat man nun:

von t

a

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