Ich will nun noch die Maschine, die ich heute schon mehrmals gebraucht habe, und ihre Wirkungsweise erklären. Sie erinnern sich ja noch, daß der Glasstab, mit dem amalgamierten Lederlappen gerieben, elektrisch wurde. Hier bei dieser Maschine wird eine Glasscheibe dadurch, daß man sie zwischen zwei anliegenden, amalgamierten Lederkissen dreht, elektrisch; unweit des Reibzeuges ist die Scheibe von zwei mit vielen Spitzen versehenen Brettchen umfaßt; die Spitzen, die aus Stecknadeln hergestellt sind, stehen in metallischer Verbindung mit der Messingkugel. Erinnern Sie sich nun an die Erscheinungen der elektrischen Verteilung, so werden Sie leicht einsehen, daß von der positiv geladenen Glasscheibe die positive Elektrizität in die Kugel abgestoßen, die negative aber in die Spitzen angezogen wird. Die Folge davon ist, daß die negative Elektrizität, von den Spitzen auf die Glasscheibe ausströmend, diese unelektrisch macht, auf dem Konduktor dagegen sich freie positive Elektrizität zeigt. Aber nicht nur dies tritt ein, sondern man kann geradezu sagen, daß die positiven Elektrizitätsteilchen der Glasscheibe, da sie einander gegenseitig abstoßen, einander selbst in die Spitzen hineinjagen, oder, wie man sich fälschlicherweise auszudrücken pflegt, von diesen ausgesaugt werden; daher auch der Name Saugspitzen.
Die Influenzelektrisiermaschine.
Eine zweite Maschine, die ebenfalls zur Erzeugung von Elektrizität dient, sehen Sie hier vor sich; es ist die sogenannte Wimshurstsche Maschine. Sie ist auf dem Prinzip der Influenz — daher auch Influenzelektrisiermaschine genannt — konstruiert. Elektrische Influenz ist im allgemeinen nicht verschieden von der schon eingehend besprochenen elektrischen Verteilung. Hier sind zwei Ebonitscheiben, die in entgegengesetzter Richtung gedreht werden; diese aufgeklebten Stanniolsektoren wirken gegenseitig etwa so, wie bei den Versuchen über elektrische Verteilung der Hartgummistab und der Konduktor. Die Ableitung der freien Elektrizität, die dort durch Berühren mit der Hand hergestellt wurde, besorgen hier die Ausgleicher; nur werden dabei die freien Elektrizitäten der Sektoren, die jeweils von diesen Pinselchen berührt werden, nicht zur Erde abgeleitet, sondern sie gleichen einander aus; daher der Name Ausgleicher. Durch diese Wechselwirkungen wird erreicht, daß die Stanniolsektoren der beiden Glasscheiben gerade dann gleiche Ladung haben, wenn sie einander zwischen den Spitzenkämmen gegenüberstehen. Da jedoch die beiden Elektrizitäten einander abstoßen, so treiben sie einander in die Spitzen, und durch die Elektrodenstangen, die zu Anfang zusammenstoßen müssen, findet ein Ausgleich der beiden Elektrizitäten statt. Entferne ich nun die Kugeln etwas voneinander, so geht ein kontinuierlicher Funkenstrom über.
Abb. 37. Darstellung des Ausgleiches der Elektrizitäten.
Ausgleich der verschiedenen Elektrizitäten.
Über den Ausgleich der Elektrizitäten will ich nun noch einiges erwähnen. Sie haben solche Ausgleiche bei dem Funken des Elektrophortellers und bei der Entladung einer Leidener Flasche schon gesehen. Wir haben oben gesagt, daß die Elektrizität als ein Zustand des Äthers aufzufassen ist, ein Zustand, der von bestimmten Punkten eben jener oben schon erwähnten Elektronen ausgeht und sich mit diesen im Raum bewegen kann. Wir haben bisher hauptsächlich Erscheinungen der ruhenden Elektronen betrachtet; in dem Ausgleich der verschiedenen Elektrizitäten erkennen wir aber bewegte Elektronen. Wie man sich nun den Vorgang eines derartigen Ausgleiches vorstellen kann, möge Ihnen aus folgender Analogie erhellen: Sie erblicken hier auf dieser Tafel (Rudis Schwester erhob den Karton, dessen Zeichnung in [Abb. 37] dargestellt ist) zwei Behälter, deren einer mit Wasser gefüllt ist; hier unten ist ein Hahn, den wir uns vorerst geschlossen denken wollen. Der gefüllte Behälter stellt einen positiv geladenen Leiter dar, der leere einen solchen mit negativer Ladung; der geschlossene Hahn kommt der isolierenden Substanz gleich, die die beiden Leiter noch trennt. Öffne ich nun den Hahn, so fließt ein Teil des Wassers in den anderen Behälter, bis es in beiden gleich hoch steht. Die analoge Erscheinung bei entgegengesetzt elektrisch geladenen Körpern tritt ein, wenn wir sie mit einem Draht verbinden, oder so nahe zusammenrücken, daß ein Funke überspringt. Dabei ist aber eines noch zu beachten: bei dem Beispiel mit den Wasserbehältern scheint der Ausgleich nur in der einen Richtung und zwar in der des fließenden Wassers zu geschehen; wir müssen uns deshalb die ursprüngliche Leere des Behälters A auch als ein bewegliches Medium vorstellen, das beim Öffnen des Hahns in B hinüberfließt, also entgegen dem Wasserstrom. Ich will einmal annehmen, B sei mit zwei Raummengen Wasser, die hier mit zwei Pluszeichen angegeben sind, gefüllt; diesen entsprechen zwei Raummengen Leere im Behälter A, die mit zwei Minuszeichen veranschaulicht seien. Öffne ich nun den Hahn, so fließt die Hälfte der Wassermenge aus B in A hinüber; dadurch ist nun A nur noch halb leer, B dagegen nur noch halb voll; in jedem Behälter ist also ein Raumteil Leere und ein Raumteil Wasser. Die zweite Figur der Tafel zeigt Ihnen diesen Zustand. Sie sehen hier in jedem Behälter je ein + und ein −; auf die elektrischen Verhältnisse übertragen, heißt das so viel als daß der Körper A und der Körper B nun unelektrisch sind.
Der elektrische Strom.
Wenn man von einem elektrischen Strome spricht, so versteht man gewöhnlich nur den positiven Richtungsstrom darunter, das heißt in unserem Beispiel nur den Fluß des Wassers aus dem gefüllten in den leeren Behälter. Man darf aber dabei nie vergessen, daß ebenso, nur in entgegengesetzter Richtung, der negative Strom fließt. Was in unserem Beispiel die Röhre ist, durch die bei geöffnetem Hahn das Wasser fließt, ist bei der Elektrizität eine leitende Verbindung, z. B. ein Metalldraht. Also so wie durch die Röhre das Wasser, so fließt durch den Draht, der zwei entgegengesetzt geladene Körper verbindet, ein elektrischer Strom, oder genauer zwei Ströme, ein positiver und ein diesem entgegengesetzter negativer.
Erwärmung durch den elektrischen Strom.