Abb. 22. Faraday entdeckt den Diamagnetismus.
Diamagnetisch war nicht nur das eigentümliche Glas, mit dem Faraday die Magnetisierung des Lichtes gelungen war und das aus kieselborsaurem Bleioxyd bestand. Auch die übrigen Glassorten wie Flint- und Kronglas, erwiesen sich als diamagnetisch, desgleichen Quarz, Kalkspat, Salpeter, Glaubersalz. Nichtmetalle, wie Phosphor und Schwefel, wurden gleichfalls von den Polen des Magneten abgestoßen. Die Metalle verhielten sich teils paramagnetisch wie das Eisen, teils diamagnetisch. Wie Eisen verhielten sich Nickel, Kobalt, Mangan, Chrom, Elemente, die auch in ihrem chemischen Verhalten viel Verwandtes aufweisen. Als diamagnetische Metalle erkannte Faraday Wismut, Antimon, Zinn, Zink, Blei, Silber, Gold und viele andere.
Flüssigkeiten wurden in Glasröhren eingeschlossen, die so dünn waren, daß man die Einwirkung des Magneten auf das Glas außer acht lassen konnte. Die gefüllten Röhren wurden dann zwischen den Polen des Magneten auf die Art ihrer Einstellung untersucht. Auch auf die Gase, ja selbst auf organische Substanzen dehnte Faraday seine Untersuchung aus. Es machte einen seltsamen Eindruck, daß Holz, Fleisch oder ein Apfel dem Magnet gehorchten. »Könnte ein Mensch«, fügt Faraday hinzu, »leicht beweglich aufgehängt und in das magnetische Feld gebracht werden, so würde er sich quer zur Verbindungslinie der Pole einstellen, denn alle Stoffe, aus denen er gebildet ist, mit Einschluß des Blutes, besitzen diese Eigenschaft.« Faraday wirft die Frage auf, ob nicht in der Natur unter den Myriaden von Gestalten, die an allen Teilen der Erdoberfläche den Magnetkraftlinien ausgesetzt sind, ähnliche Wirkungen vorkommen können.
Zuerst hat Faraday die Abstoßung durch die Annahme einer Polarität zu erklären gesucht. Und zwar sollte bei den diamagnetischen Stoffen der Nordpol des Magneten nicht wie beim Eisen einen Südpol, sondern einen Nordpol induzieren. Später gab er die Ansicht, daß eine diamagnetische Polarität existiere, wieder auf. Sie ist indessen von anderer Seite, insbesondere von Weber nachgewiesen worden. Im Verlaufe seiner Entdeckungen gelangte Faraday zu Ansichten über die Natur der Elektrizität, die von den Theorien früherer Forscher erheblich abwichen und das Fundament der später von Maxwell entwickelten, neueren Vorstellungen gebildet haben. Zusammengefaßt hat Faraday diese Ansichten zuerst im Jahre 1838[107]. Faraday wandte sich damals besonders gegen die Vorstellung, als ob die Erscheinungen der Influenz und des Elektromagnetismus als eine Wirkung in die Ferne, die ohne eine Vermittlung zwischenliegender Teilchen vor sich gehe, aufzufassen sei. Die Teilchen des isolierenden Diëlektrikums, z. B. der Luft, die eine mit Elektrizität geladene Kugel umgibt, sind nach Faraday nicht etwa in einem indifferenten Zustande, sondern sie sind polarisiert. Faraday vergleicht die Teilchen des Diëlektrikums mit kleinen Magnetnadeln oder zahllosen kleinen isolierten Konduktoren. Unter dem Einfluß der elektrisierten Kugel würden diese polar, und nach der Entladung der Kugel kehrten sie in ihren gewöhnlichen Zustand zurück. Die Spannungsbeziehungen zwischen den polarisierten Teilchen des Diëlektrikums sollten ferner krummen Linien der influenzierenden Kraft entsprechen.
Auch hinsichtlich der magnetischen und der Induktionswirkungen des Stromes, seiner Querkraft, wie Faraday sich ausdrückt, kommt er zu einem ähnlichen Ergebnis. Er hält es für wahrscheinlich, daß auch diese Wirkungen durch Vermittlung zwischenliegender Teilchen fortgepflanzt werden, ähnlich wie es mit der Influenzwirkung der statischen Elektrizität geschehe. Wie im letzteren Falle so seien auch bei den Erscheinungen der strömenden Elektrizität die angrenzenden Teilchen in einem besonderen Zustand, den Faraday als den elektrotonischen Zustand bezeichnet. Faraday hat sich eifrig bemüht, diese Vorstellungen durch geeignete Experimente zu stützen. Es gelang ihm auch der Nachweis, daß die Erscheinungen der statischen Elektrizität von der Art des Diëlektrikums (Luft, Schellack, Schwefel) beeinflußt werden, und daß die Elektrizität Zeit gebraucht, um das Diëlektrikum zu durchdringen[108].
Wir werden später erfahren, wie Faradays Lehre von der Polarisation oder dem elektrotonischen Zustand des Diëlektrikums, d. h. des isolierenden Zwischenmittels, insbesondere von Maxwell weiter ausgebildet wurde, der als dielektrisches Mittel im leeren Raum den Äther ansah.
Faradays Bemühungen, eine Beziehung zwischen der Elektrizität und der Schwerkraft aufzufinden, blieben ohne Ergebnis. In dem Nachweis, daß der Magnetismus eine auf sämtliche Stoffe wirkende Kraft ist, bestand seine letzte große Entdeckung. Er starb am 25. August des Jahres 1867 in dem Hause, das ihm die Königin etwa zehn Jahre zuvor geschenkt hatte.
Faraday faßte bei seinen Untersuchungen vorzugsweise die qualitative Seite der Naturerscheinungen ins Auge. Als Autodidakt besaß er nicht die nötige mathematische Schulung, um den quantitativen Beziehungen in gleicher Weise gerecht zu werden. Das Ohmsche Gesetz z. B., welches besagt, daß die Stromstärke proportional der elektromotorischen Kraft und umgekehrt proportional dem Leitungswiderstande ist, wurde von Faraday fünf Jahre, nachdem Ohm es veröffentlicht hatte[109], noch nicht berücksichtigt[110]. Die quantitative Seite des Magnetismus wurde gleichfalls erst in Deutschland genügend gewürdigt, wo Gauß die Intensität dieser Naturkraft bestimmte[111] und die Grundlagen für das absolute Maßsystem schuf, das Wilhelm Weber dann auf das galvanische Gebiet ausdehnte.
Der erste, der die von Laplace begründete Potentialtheorie auf die elektrischen und die magnetischen Erscheinungen anwandte und so die Grundlage schuf, auf welcher Gauß und neuere Forscher den mathematischen Teil der modernen Elektrizitätslehre errichteten, war Green. Seine Verdienste wurden indessen schon in einem früheren Abschnitt gewürdigt[112]. Den Ausgangspunkt für die über Green und Gauß bis in die neueste Zeit hinein führende Reihe von theoretischen Untersuchungen bildet das Coulombsche Gesetz der statischen oder Reibungselektrizität, dessen Analogie mit dem Newtonschen Gravitationsgesetz zu einer Übertragung der von Laplace behandelten Probleme auf das Gebiet der statischen Elektrizität geführt hatte. Um die neu erschlossenen Gebiete der galvanischen Elektrizität und der Induktion gleichfalls der mathematischen Analyse unterwerfen zu können, war es nötig, ähnlich wie es Coulomb für die statische Elektrizität getan, zunächst gesetzmäßige Beziehungen aufzufinden. Nur auf diese Weise ließ sich der Boden zur Aufstellung einer umfassenderen Theorie gewinnen.