Daß in einem zwei verschieden geladene Körper verbindenden Draht tatsächlich etwas vor sich geht, beweist neben vielem anderen der Umstand, daß sich dieser Draht erwärmt. Die Erwärmung können wir mit einem Apparat ([Abb. 14]) nachweisen. Ich habe hier in einem geschlossenen Raum eine Drahtspirale, durch welche ich einen elektrischen Strom leiten kann; wird nun durch diesen Strom der Draht warm, so wird die Luft erwärmt, dehnt sich aus, drückt dadurch auf die blaue Flüssigkeitssäule in der Glasröhre und wird sie um einige Dezimeter herunterschieben. (Rudi machte den Versuch, indem er die Entladung seiner größten Leidener Flasche durch die Drahtspirale des Apparats gehen ließ.)
Der Blitz.
Ich will nun noch einiges über die allen bekannte elektrische Erscheinung des Gewitters sagen. Der Blitz ist ein riesenhafter elektrischer Funke, oft von mehreren Kilometern Länge. In seiner Natur ist er von den Funken, die ich hier erzeugen kann, nicht verschieden; auch er ist der Weg eines elektrischen Ausgleiches durch die Luft. Die Lichterscheinung rührt von der kolossalen Erwärmung der Luft und der Staubteilchen her, die dabei ins Glühen geraten. Woher die Wolken, zwischen denen der Blitz überspringt, ihre elektrische Ladung erhalten, kann heute noch niemand bestimmt sagen, es bestehen allerhand Hypothesen hierüber, doch ist keine haltbar genug, um der Erwähnung wert zu sein. Wir müssen uns mit einer allgemeinen Betrachtungsweise zufrieden geben. Wenn wir eine isolierte Spitze oder besser eine Flamme mit den Blättchen eines guten Elektroskopes (siehe Anhang) verbinden und sie an einer langen Stange in die Luft hinaufhalten, während das Gehäuse mit der Erde leitend verbunden ist, so erhalten wir einen Ausschlag, dessen Größe von vielen Faktoren, z. B. Ort, Jahreszeit, Feuchtigkeit, Temperatur, Abstand von der Erde usw. abhängig ist. Diese Tatsache beweist, daß von den höheren Luftschichten nach der Erde zu ein Potentialgefälle vorhanden ist, das man bei sehr großen Schwankungen auf rund 100 Volt pro Meter veranschlagen kann; daraus folgt, daß die ganze Erdoberfläche eine starke negativ-elektrische Ladung besitzt. Dieses bei gutem Wetter ziemlich gleichmäßige Spannungsgefälle erleidet bei Wolken- und Gewitterbildungen ganz beträchtliche Störungen, die so stark werden können, daß zwischen Wolken und Erde oder zwischen zwei Wolken Spannungsdifferenzen auftreten, die in die Millionen Volt betragen. Die Folge dieser großen Spannungen ist der Blitz. Sind die Spannungen nicht so stark, daß es zum Funkenausgleich kommt, so findet eine allmähliche Ausstrahlung der Elektrizität statt, was sich bei Nacht durch feine „Büschellichter“, auch „St. Elmsfeuer“ genannt, zu erkennen gibt: An Blitzableitern, Hausvorsprüngen, Schiffsmasten und ähnlichen hervorragenden Gegenständen sieht man bläuliche Lichtbüschel, die den Glimmentladungen unserer Elektrisiermaschinen gleichen. Endlich sei auf die ebenfalls elektrische Erscheinung des „Nordlichtes“ besser „Polarlicht“ noch hingewiesen; man sieht in polaren Zonen nachts eigenartige prächtige Lichterscheinungen am Himmel, die in ihrer Häufigkeit und Intensität im Zusammenhang zu stehen scheinen mit den Perioden der Sonnenflecke. Man will sie mit den Erscheinungen, die wir später bei den Geißlerröhren kennen lernen werden, in Zusammenhang bringen, doch sind gerade hier die bekannten Tatsachen noch zu spärlich. Es fehlt uns eben für die Elektrizität ein Sinn; wir können sie nicht sehen, nicht hören, nicht schmecken usw. Das ist auch der Grund, warum es so lange dauerte, bis es gelang, mehr in das Wesen der Elektrizität einzudringen, nur aus ihren Wirkungen konnte man auf ihre Gesetze schließen. Dem ernsten und unermüdlichen Forscherstudium ist es aber heute gelungen, den Zusammenhang dieser bisher so geheimnisvollen Naturerscheinungen mit den übrigen unseren Sinnen direkt zugänglichen und daher viel früher erkannten zu finden. Noch nicht alle Fragen sind gelöst, aber der Weg der Erkenntnis liegt offen vor uns.“
Kritik des Vortrages.
Sich verbeugend schlug Rudi sein Vortragskonzept, in das er nur selten einen flüchtigen Blick geworfen hatte, zu, und während die Zuhörer eifrig Beifall klatschten, verschwand er, gefolgt von seiner Schwester, mit würdiger Miene, wie er gekommen. — Unter den Zuhörern war auch ein sachkundiger Onkel, der den Abend noch in der Familie verbrachte. Diesen bat Rudi um eine ausführliche Kritik über den Vortrag, welche etwa folgendermaßen lautete:
„Zuerst muß ich bemerken, daß der ganze Vortrag ein klein wenig zu lang war; er hat zu vielerlei gebracht, und das hat sicher viele des Aufpassens ungewohnte Zuhörer ermüdet. Du hättest manches weglassen können, wie z. B. die ausführliche Beschreibung der Maßflasche; auch hätten andere Abschnitte wie der über elektrische Verteilung kürzer zusammengefaßt werden dürfen. Die Anordnung des Ganzen war gut, nur hätte ich die Beschreibung der Reibungselektrisiermaschine früher gebracht. Auch die Experimente waren gut ausgeführt bis auf die ersten Versuche mit den Holundermarkkügelchen, die sich, da sei weiß waren, von dem weißen Kleide der meist dahinterstehenden Käthe kaum abhoben; ein schwarzer Karton, hinter den elektrischen Pendeln aufgestellt, hätte diesen Übelstand beseitigt. Im übrigen kann ich,“ fuhr der Onkel zu Käthe gewandt fort, „der kleinen Assistentin nur meine größte Bewunderung und Anerkennung aussprechen. Ferner hätte ich an deiner Stelle, wie schon gesagt, vieles kürzer gestaltet, dafür aber noch eingehender über die Gewitterbildung gesprochen. Den Blitzableiter und seine Wirkung hast du ganz vernachlässigt, und das hatte doch sicher sehr viele der Zuhörer interessiert; das hättest du schon bei der Erwähnung der Spitzenwirkung vorbringen können.“ „Ja,“ warf Rudi ein, „den Blitzableiter habe ich im Vortrag nur vergessen, im Konzept steht ein ganzer Abschnitt darüber.“ „Dann habe ich nichts weiter auszusetzen; du hast laut und deutlich gesprochen, und das ist immer viel wert.“ Nun sprachen die beiden noch über die verschiedensten Experimente, und Rudis Onkel wußte noch ein wenig gekanntes, aber leicht ausführbares und sehr interessantes Experiment: Die Benutzung einer Influenzelektrisiermaschine als Motor.
Die Influenzmaschine als Motor.
Am sichersten gelingt der Versuch mit zwei Influenzmaschinen, einer größeren und einer kleineren; man kann aber auch eine der Influenzmaschinen durch eine gute Reibungselektrisiermaschine ersetzen. Von der Maschine, die als Motor dienen soll, entfernt man die Treibschnüre und verbindet die auseinandergeschobenen Elektroden durch zwei Kupferdrähte mit den sich anfangs berührenden Elektroden der größeren Influenzmaschine, die man nun in Gang setzt, wonach die Elektroden so weit als möglich voneinander entfernt werden. Dadurch erhalten die beiden Spitzenkämme der als Motor dienenden Maschine entgegengesetzte Ladungen, z. B. der rechte positive, der linke negative; so werden beide Scheiben auf der rechten Seite positiv und auf der linken negativ elektrisch; sie stoßen also einander ab und beginnen sich in entgegengesetzter Richtung zu drehen, wobei die elektrischen Vorgänge genau so, nur in umgekehrter Reihenfolge, wie bei der die Elektrizität erzeugenden Maschine eintreten. Es ist möglich, daß dabei anfangs die beiden Scheiben derart einander das Gleichgewicht halten, daß sie sich nicht von selbst zu drehen beginnen; es genügt dann ein kleiner Anstoß der einen Scheibe. Hat man die Maschine kurz vorher in Gang gesetzt, so läuft sie sicher von selbst an.
Es sei nun noch erwähnt, daß der Besitzer eines sogenannten Elektrophorkastens die darin meist sehr zahlreich vorhandenen elektrischen Spielzeuge in einem solchen Vortrage nur möglichst kurz vorführen soll; sie unterhalten zwar die Zuschauer, haben aber theoretisch zu wenig Bedeutung; es sind eben nur Spielzeuge, und wir haben darum auch die Beschreibung ihrer Herstellung weggelassen.
[1] Siehe auch, was bei den Leidener Flaschen über die Glasfarbe gesagt ist.