i a 5.1926 D IE
NATURWISSEN SCHAFTE
H E R A U S G E G E B E N VON
A R N O L D B E R L I N E R
U N T E R B E S O N D E R E R M I T W I R K U N G V O N H ANS SPEM AN N IN F R E I B U R G I. B R O R G A N D E R G E S E L L S C H A F T D E U T S C H E R N A T U R F O R S C H E R UN D Ä R Z T E
U ND
O R G A N D E R K A IS E R W IL H E L M -G E S E L L S C H A F T Z U R F Ö R D E R U N G D E R W IS S E N S C H A F T E N V E R L A G V O N J U L I U S S P R I N G E R I N B E R L I N W g
H EFT 20 (S E IT E 4 2 1— 444) 15. M A I 1925 DREIZEH NTER JAHRGANG
I N H A L T : Das Gesetz über die Tem peraturskala und die
W ärm eeinheit vom 7. A ugu st 1924. Von F . H e n n i n g , B e r l i n ...421 Die Beziehungen der M etallographie zur physikali
schen Forschung. Von J. C z o c h r a l s k i , Frank
fu rt a. M. (Mit 29 F i g u r e n ) ...425
Be s p r e c h u n g e n :
H a n d b u c h d e r E n t o m o l o g i e . III. B and: Ge
schichte, Literatur, Technik, Paläontologie, Phylogenie, System atik der Insekten. Von C. Börner, Naumburg ( S a a l e ) ... 435
N o p c s a , F r a n z , B a r o n , Die Familien der R ep
tilien. Fortschritte der Geologie und Paläon
tologie. 2. H eft. Von Othenio Abel, W ien . 437 H a n d b u c h d e r Z o o l o g i e . Eine Naturgeschichte
der Stämme des Tierreiches. 3 Liefg. Von P. Schulze, R o s t o c k ... .... 438 A b e l , O., Lehrbuch der Paläozoologie. 2. erw.
Auflage. Von Hans Böker, Freiburg i. Br. . 438 P r e i s z , H u g o v . , Die Bakteriophagie. Von Hans
Munter, B e r l i n ...438 H e l m h o l t z ’ s Treatise on Physiological Optics.
Von M oritz v. Rohr, J e n a ...439 Fortsetzung des Inhalts siehe I I . Umschlagseite t
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II D I E N A T U R W I S S E N S C H A F T E N . 1925. H eft 2 0 . 15. Mai 1925 Fortsetzung des In haltest
A b e l , O t h e n i o , Die vorweltlichen Tiere in Märchen, Sage und Aberglaube. Wissen und W irken, Einzelschriften zu den Grundfragen des Erkennens und Schaffens, Bd. 8. . . . 439 Zu s c h r i f t e n u n d v o r l ä u f i g e Mi t t e i l u n g e n:
Ä th er und R elativitätstheorie. Von C. R u n g e , G ö t t i n g e n ... 440 Experimentelles zur Theorie von Bohr, Kramers
und Slater. Von W . B o t h e und H. G e i g e r , B e rlin -C h a rlo tte n b u rg ... 440
Anregung von Spektrallinien durch chemische Reaktionen. Von H. F r ä n z und H. K a l l m a n n 441 Über die antikatalytische W irkung der B lau
säure. Von O t t o W a r b u r g und S h i g e r u T o d a , B e r l in - D a h l e m ... 442 B i o l o g i s c h e M i t t e i l u n g e n : Variations in the
shell of Teredo navalis in San Francisco B a y.
Über den Einfluß verschieden hoher Temperatur auf die Bildung der Linse von R ana fusca, Rana esculenta und Bombinator pachypus. . . . . 442
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In 2., völlig neubearbeiteter A uflage liegt nach längerem Fehlen d a s S t a n d a r d w e r k der Physik wieder v o r:
P h g t i k
U nter Redaktion von
Hofrat Prof. Dr. E . L e c t i e f 1
(Die K ultur der G egenw art, herausgegeben von Professor P. H i n n e b e r g . Teil III, A b t. III, Band 1>
M it 116 Abbildungen. Geh. M . 3 4 . —, geb. M . 3 6 .—, in Halbleder M . 4 1 .—
I n h a l t s ü b e r s i c h t :
1. M e c h a n i k : E .W iech ert. 2. A k u s t i k : F . Auerbach. 3. W ä r m e 1 e h r e : E .W a rb u rg , L. Holborn, F . Henning, W . Jäger, H . Rubens, G . Hettner, W . W ien , E . D orn, K . Przibram, A . Einstein.
4. E l e k t r i z i t ä t s l e h r e : F . Richarz, E . Lecher, H . A . Lorentz, R. G ans, E . Gumlich, F . Braun, M . Dieckmann, M . W ien , H . Starke, W . Kaufmann, E . Gehrcke, O . Reichenheim, J. E lster, H . Geitel, St. M eyer, E . v> Schweidler. 5. L e h r e v o m L i c h t : O . W iener, O . Lummer, M. v. Rohr, F . E xn er, E . Gehrcke, P. Zeem ann, H . A . K ram ers. 6. A l l g e m e i n e G e s e t z e u n d G e s i c h t s p u n k t e :
E . W arb u rg , F . Hasenöhrl, H . Mache, M . Planck, A . Einstein, W . V oigt.
D as Erscheinen einer Neubearbeitung des Bandes, der eine für den Fachmann wie den für physikalische Probleme interessierten gebildeten Laien gleich wertvolle Darstellung der wichtigsten Teilgebiete ihrer historischen Entwiddung und ihrem heutigen Stande nach gibt, wird bei der zunehmenden Bedeutung, die die Physik für viele Gebiete, wie für die Ausgestaltung und Vereinheitlichung unseres Weltbildes, gewonnen hat, besonders begrüßt werden. Dies um so mehr, als sich in ihr zahlreiche Physiker Deutschlands wieder mit den bedeutendsten V ertretern des Auslandes zu gemeinsamer A rbeit auch für die zeitgemäße Um=
gestaltung der Beiträge inzwischen verstorbener V erfasser vereinigt haben. D er Quantentheorie wurde ihrer großen Bedeutung entsprechend ein neuer Abschnitt eingeräumt.
L E I P Z I G / B. G. T E U B N E R / B E R L I N
DIE NATURWISSENSCHAFTEN
D reizehnter J ah rg an g 15. M ai 1925 H eft 20
D as Gesetz über die Tem p eratu rska la und die W ärm eein heit v o m 7. A u g u s t 1924.
V o n F . H e n n i n g , B erlin . 1. Gesetzliche Regelung physikalischer M essu n
gen. E s is t n ich t d as erstem al, d a ß p h y s ik a lis c h w ich tig e G rö ß en in D e u tsc h la n d d u rch die G e se tz g eb u n g fe stg e le g t w erd en . So sind d u rch G esetze v o m 17. A u g u s t 1868 und 30. M ai 1908 die R a u m m aß e und G ew ich te g ereg elt w ord en . D a m a ls löste d as a u f M eter u n d K ilo g ra m m g egrü n d ete M a ß sy ste m die a lte n M aß e w ie F u ß u n d Z oll, M orgen u n d Q u a d ra tru te, S ch effel u n d M etze, U n ze und L o t m it ih ren v ie lfa c h vo n L a n d zu L a n d w ech seln den G röß en ü b e ra ll im ö ffe n tlich en V e rk e h r ab, w en n g leich a u ch diese tie f e in g ew u rzelten M aße n och h eu te n ic h t v ö llig aus d em p riv a te n G eb rau ch versch w u n d en sind . D e r Sinn des G esetzes w a r a b er n ich t nur, die V ie ld e u tig k e it d er M aße und G ew ich te zu b eseilig en , sondern au ch E in h eite n zu sch affen , die den h ö ch sten A n fo rd eru n g en an G e n a u ig k e it gew ach sen w aren . D ie E rfü llu n g dieser F o rd e ru n g is t d u rch die in te rn a tio n ale A n n ah m e der in P a ris a u fb ew a h rten L än g e n - u n d M assen
ein h eit (M eter u n d K ilo g ra m m aus P la tin irid iu m ) gew ä h rleistet. — Im Jah re 1898 w u rd en die e le k tr i
schen E in h eiten O hm , A m p e re u n d V o lt gesetzlic h festg e leg t. Sie fin d en seitd em ohne A u sn ah m e n ich t nur in D e u tsch la n d A n w en d u n g, sondern, n ach d em die im d eu tsch en G esetz n ied erg eleg ten D efin itio n en in te rn a tio n a l als b in d en d a n e rk a n n t w urden, ü b era ll, w o e le k trisch e M essu ngen a u s
g efü h rt w erden . A u f diesem h isto risch w en ig b e la steten und v e rh ä ltn ism ä ß ig ju n g e n G e b ie t g e la n g die restlose B e se itig u n g der a lte n M aß grö ß en ohne S ch w ierigk eiten .
2. Notwendigkeit eines Gesetzes über die T em pe
raturskala u n d die W ärm eeinheit. V e rh ä ltn is m ä ß ig sp ä t und d aru m w ied er u n ter K ä m p fe n gegen a lte G ew o h n h eiten fan d die R e g e lu n g d er T e m p e ra tu r
m essu ng s ta tt. O b w o h l W issen sch a ft, T e c h n ik und Sch u le sich seit lan gem nur d er h u n d e rtteilig en C elsiu ssk ala b ed ien en u n d seit dem Jah re 1905 R eau m u r-T h erm o m eter n ich t m ehr a m tlic h g e p rü ft w erden d ürfen , is t gen u gsam b e k a n n t, d a ß d o ch d ie a c h tzig te ilig e S k ala , beson ders im h ä u slich en G eb rau ch , n och v ie lfa c h ve rw e n d e t w ird . G erad ezu g e fa h rv o ll ab er kan n sich die gleichzeitige B e n u tz u n g b eid er S k alen b ei V erw ech slu n gen au sw irken , w ie es g eleg en tlich in der G esu n d h eitsp fleg e v o r g e kom m en ist, w o die K ö rp e rte m p e ra tu r stets n ach C elsius, ab er die T em p e ra tu r eines B a d e s o ft n ach R e au m u rg ra d e n angegeb en w u rd e.
D ie V erw en d u n g der zw ei S k alen is t in keiner W eise sach lich zu begrü nd en . N eb en den gen an n ten N a ch teilen w ird d u rch ih r V o rh an d en sein au ch der V erk a u fsp reis der T h e r m o m e t e r e r h ö h t , d a jed e r H ä n d ler w egen der ve rsch ied e n a rtig en T eilu n ge n
einen v ie l größ eren V o rr a t an T h erm o m etern h ab en m uß, als w en n n u r eine T e ilu n g m ö g lich w äre.
D ie gesetzlich e R e g e lu n g d u rfte sich ab er n ich t n u r d a ra u f b esch rän k en , eine dieser b eid en S k alen aus dem V e rk e h r au szu sch eid en , sondern sie m u ß te zu gleich eine T e m p e ra tu rsk a la sch affen , die allen A n sp rü ch en an G en a u ig k e it gen ü gt, u n d m u ß te au ßerd em , den W ü n sch en des d eu tsch en V erb a n d es tech n isch -w issen sch a ftlich er V erein e u n d des N o r m enausschusses der d eu tsch en In d u strie e n t
sp rech en d , au ch die E in h e it der W ärm em en g e festlegen . T em p e ra tu r- u n d W ärm em essu n gen h än gen v ie lfa c h eng zu sam m en . B e id e sind e rfo rd erlich , u m V e r trä g e a lle r A r t, die sich a u f L ie fe ru n g v o n W ä rm e b ezieh en , z. B . bei S a m m elh eizu n g vo n W o h n h äu sern u n d b ei F e r n h e izu n g vo n B ä d ern , k o n tro llieren u n d e in h a lten zu kön nen . N u r d u rch T em p e ra tu r- u n d W ä rm e m essu ngen k a n n m an die G ü te th erm isch er Iso lier
stoffe, w ie sie v ie lfa c h bei R o h rleitu n g e n , bei W o h n - oder K ü h lrä u m e n V erw en d u n g finden , feststellen . A u c h der W irk u n g sg ra d vo n W ä rm ek raftm a sc h in e n k a n n ohne T em p e ra tu r- u n d W ärm em essu n g en n ic h t e rm itte lt w erd en .
3. W ie ist eine einwandfreie Tem peraturskala zu gewinnen? E in e ein w an d freie T e m p e ra tu rsk a la g e w in n t m an n ich t, w en n m an b estim m t, d a ß a u f der S k a la eines Q u ecksilb erth erm o m eters das In te r v a ll zw isch en dem E is p u n k t u n d dem S ied e
p u n k t des W assers in 100 gleich e G rad e zu teile n is t und d a ß dieselb e T e ilu n g ü b er die F ix p u n k te n ach b eid en S eiten a u sg ed eh n t w erd en soll, w eil zu gleich en S k alen teilen versch ied en er Q u ec k silb er
th e rm o m e te r je n ach d er ve rw e n d e ten G lasso rte versch ied en e T em p e ra tu re n gehören. D e r G ru n d h ierfü r lieg t darin , d a ß die A u sd eh n u n g sk o effizie n ten der G läser m it ih rer Z u sa m m en setzu n g w ech seln u n d n ic h t k o n sta n t sind, sondern vo n der T e m p e ra tu r ab h än g en . D ie A u sd eh n u n g des G efä ß m aterial s sp ie lt eine erh eb lich gerin gere R o lle, w en n m an als th erm o m etrisch e S u b sta n z s t a t t einer F lü s s ig k e it ein G as w ä h lt. A lle rd in g s s te h t m an au ch bei diesem V erfah re n m it w ach sen d en A n sp rü ch en an G en au ig k e it b a ld einer G ren ze gegenü ber, d enn jed es G as lie fe rt u n ter sonst gleich en B ed in g u n gen fü r dieselbe T e m p e ra tu r versch ied en e G ra d w erte, und a u ß e r
dem kan n ein G a sth e rm o m e ter n ic h t b is zu b e lie b ig tiefen oder b elieb ig h ohen T em p e ra tu re n ve rw e n d e t w erden , d a es u n b ra u ch b a r w ird , w en n d as M eßgas ko n d en siert od er d as G e fä ß m a te ria l sich dem S ch m elzp u n k t n äh ert.
D en ein zigen A u sw e g aus diesen S ch w ie rig k e iten b ie te t die T h e rm o d y n a m ik , in deren zw eitem H a u p ts a tz d ie T e m p e ra tu r u n ab h än gig v o n irgen d -
Nw. 1925. 54
422 He n n i n g: D a s G esetz ü ber die T e m p e ra tu rsk a la und d ie W ä rm eein h eit v o m 7. A u g u s t 1924. [ Die Natur W issenschaften
ein em sp eziellen K ö rp e r und ohne B e sc h rä n k u n g a u f b estim m te T em p e ra tu rg re n zen d e fin iert ist.
E s k o m m t n u r d a ra u f an, solche F o lg e ru n g e n des zw eiten H a u p tsa tz e s a u szu w äh len , b e i d enen die T e m p e ra tu r m it le ic h t m eß b aren G rö ß en in B e z ieh u n g s teh t. E in e solche F o lg e ru n g is t z. B . die C la u siu s-C la p ey ro n sch e G leich u n g , m it deren H ilfe d ie T e m p e ra tu r aus d er V erd a m p fu n g s- oder S u b lim a tio n sw ä rm e ein er b elieb ig en F lü s s ig k e it o d er eines b elieb igen festen K ö rp e rs, d er D ic h te des K o n d e n sa ts und der D ic h te seines g e s ä ttig te n D a m p fes, sow ie dem T e m p e ra tu rk o e ffiz ie n te n des D a m p fd ru c k e s a b g e le ite t w erd en kan n .
A n d e re F o lg e ru n g e n d er T h e rm o d y n a m ik e r
la u b en au s d er T em p e ra tu rä n d eru n g , die ein strö m en d es G as an ein er D ro sselstelle (Jo u le-T h o m - s o n -E ffek t) erleid et, d ie K o rr e k tio n a b zu le iten , w elch e m a n an d en A n g a b e n eines G a s th e rm o m eters a n b rin g en m u ß , u m die T e m p e ra tu r in der th e rm o d y n a m isch en S k a la zu erh a lten . D iese K o rr e k tio n is t u m so klein er, je gerin g er die D ic h te od er der D r u c k des G ases is t. Sie e rg ib t sich fü r ein b elieb ig es G as zu N u ll, w en n seine D ic h te so g e rin g ist, d a ß gegen d as sp ezifisch e V o lu m e n des G ases die V o lu m in a der M olek ü le n ic h t in B e tr a c h t ko m m en u n d die A n z ie h u n g s k rä fte zw isch en den M o lek ü len keine m erklich e R o lle spielen. M an ka n n d a ru m die th e rm o d y n a m isch e T e m p e ra tu r au ch g ew in n en , w en n m an die A n g a b e n m ehrerer G a s th e rm o m e te r v e rg le ic h t, die m it dem selb en G as v o n ve rsch ied e n e r D ic h te g e fü llt sind , u n d a u f die G a sd ic h te N u ll e x tra p o lie rt. E in fa c h e r is t es in dessen, au s den Iso th erm en d er G ase, d. h. den K u r v e n fü r d ie A b h ä n g ig k e it des P r o d u k te s p • v (D ru ck m a l V o lu m en ) v o n d er T em p e ra tu r, die g e n an n ten K o rre k tio n e n fü r ein G a sth e rm o m e ter b e lie b ig e r D ic h te a b zu leiten .
J en seits d er oberen G ren ze fü r die G asth erm o - m etrie fü h r t die T h e rm o d y n a m ik zu ein fach en M eth o d en der T em p era tu rm essu n g , w en n m an die th e rm o d y n a m isch en H a u p tsä tz e a u f die W ä rm e s tra h lu n g an w en d et. M an g e la n g t dann zu n ä ch st zu dem S te fa n -B o ltzm a n n sc h e n S tra h lu n g sg ese tz u n d den W ie n sch en V ersch ie b u n g ssätzen und n ach E in fü h ru n g d er Q u an ten th e o rie zu dem P la n c k - sch en G esetz fü r die E n erg ie v e rte ilu n g im S p e k tru m ein es sch w arze n K ö rp e rs.
W e lch e M eth od e m an ab er au ch zu r G ew in n u n g d er th e rm o d y n a m isc h b e grü n d eten T e m p e ra tu r a n w en d en m ag, alle stim m en d arin üb erein, d a ß zw e i K o n sta n te n a u ftrete n , die w illk ü rlic h a n g en om m en w erd en m üssen. D ies gesch ieh t am zw e c k m ä ß ig ste n d a d u rch , d a ß m an dem E is- und d em S ie d e p u n k t des W assers, den b eid en F u n d a m e n ta lp u n k te n der T h e rm o m e trie, w illk ü rlich b estim m te Z a h le n w erte zu o rd n et. In dieser F e s t
s etzu n g k o m m t d ie E n ts c h e id u n g ü b er die R e au - m ur- u n d C e lsiu ssk a la zu m A u sd ru c k . E s d ü rfte n ich t allgem ein b e k a n n t s e in 1), d a ß C e l s i u s (1742) dem h e u tigen B ra u c h en tg eg en den S ie d e p u n k t des
*) Vgl. E. M a c h , Die Prinzipien der W ärmelehre.
2. Aufl., S. 12. 1900.
W assers m it o, den S c h m elzp u n k t des E ises m it 10 0 0 b e ze ich n ete u n d d a ß sp ä ter erst sein Z e it
genosse S t r ö m e r die Z ä h lric h tu n g u m d reh te.
D iese T a ts a c h e n lassen es ab er d en n och n ic h t u n g e re c h tfe r tig t erscheinen, die S k a la n ach C e l s i u s zu b en en n en ; d en n sein V erd ie n st is t es, d ie E in te ilu n g des F u n d a m e n ta lin te rv a lle s un serem d e k a d isch en Z a h le n sy ste m a n g e p a ß t zu h ab en . In dem d eu tsch en G ese tz is t üb rigen s der N a m e C e l s i u s n ic h t ge n an n t.
4. D ie gesetzliche Regelung dev Tem peratui- m essung. § 1 des G esetzes g ib t eine fü r alle F ä lle und a lle Z e ite n g ü ltig e D e fin itio n d er T e m p e ra tu r
s k a la m it den W o rte n : ,,D ie g esetzlic h e T em p e r a tu r sk a la is t die th e rm o d y n am isch e S k a la m it der M aß gab e, d a ß die n orm ale S ch m elzte m p era tu r des E ises m it o ° und die n orm ale S ie d ete m p e ra tu r des W assers m it 10 0 0 b e ze ich n et w ird .“ O hn e jed e E rlä u te ru n g d ü rfte d ieser S a tz allzu a b s tr a k t e r
scheinen und die m eisten L eser d a rü b e r im Z w eife l lassen, w ie b ei der T em p e ra tu rm e ssu n g w irk lic h zu v e rfa h ren ist. D e r n äch ste S a tz d esselben P a r a grap h en a b er n im m t ihnen diese S org e ab . E r la u te t: ,,D ie P h y sik a lis c h -T e c h n is c h e R e ic h s a n s ta lt h a t diese T e m p e ra tu rs k a la festzu leg en u n d b e k a n n tz u m a c h e n . ‘ *
5. Gesetzliche Regelung der Temperaturm essung in F rankreich. V o n and eren S ta a te n b e sitz t, so v ie l dem B e r ic h te rs ta tte r b e k a n n t, n u r F ra n k re ic h ein G ese tz ü b er die T e m p e ra tu rs k a la und die W ä rm e ein h eit. D a s fra n zö sisch e G esetz (vom 2. A p r il 1919) g e h t n ic h t a u f die th e rm o d y n am isch e S k a la zu rü ck . E s le g t den ,,Z e n te sim a lg ra d “ d u rch die D ru c k ä n d e ru n g eines id ealen G ases fest, dessen M asse u n d V o lu m en k o n sta n t ge h a lte n w ird . E s b e sch rä n k t sich also a u f eine sp ezielle F o lg e ru n g der T h e rm o d y n a m ik , w elch e n ic h t erken n en lä ß t, d a ß es au ch zu lä ssig ist, die T e m p e ra tu r d u rch S tra h lu n gsm essu n g en zu b estim m en . T ro tz der u n tersch ied lich en F a ssu n g m üssen ab er b eid e G e
setze zu d enselben T em p e ra tu ra n g a b e n fü h ren . 6. D ie gesetzliche Regelung der M essu n g von Wärmemengen durch das deutsche Gesetz u n d die Begründung dieser Regelung. § 2 des d eu tsch en G esetzes h a n d elt v o n den W ä rm eein h eiten . E r la u te t fo lg e n d e rm a ß e n :
„ D ie ge setzlic h en E in h eite n fü r die M essu ng v o n W ärm em en g en sind die K ilo k a lo rie (kcal) und die K ilo w a tts tu n d e (kW h).
D ie K ilo k a lo rie is t d iejen ig e W ä rm em en g e, d u rch w elch e ein K ilo g ra m m W a sser bei A tm o s p h ä ren d ru ck v o n 14 ,5 ° a u f 15 ,5 ° erw ä rm t w ird . D ie K ilo w a tts tu n d e is t g le ich w ertig dem T a u sen d fach en d er W ä rm em en ge, die ein G leich stro m vo n einem g esetzlic h en A m p e re in einem W id e r
sta n d vo n einem gesetzlich en O hm w äh ren d ein er S tu n d e e n tw ic k e lt, und is t 860 K ilo k a lo rie n g leich zu e ra c h te n .“
H iern ach is t die E in h e it d er W ä rm em en g e oder W ärm een ergie a u f zw ei versch ied en e A rte n d e fi
n iert. D a s G ese tz u n tersc h eid e t die th erm isch e u n d die e lek trisch e E in h e it. M an k ö n n te ohne w e i
Heft 20. i H e n n in g - D a s G esetz über die T e m p e ra tu rsk a la und die W ärm eein h eit vom 7. A ugust 1 9 2 4 . 423 15. 5- 1925J
teres noch die m ech an isch e (das E rg) h in zu fü g en , u m nur die w esen tlich sten F o rm e n zu n ennen, in denen w ir E n erg ien zu m essen ge w o h n t sind.
In erster L in ie k o m m t es hier au f die th erm isch e E in h e it u n d ih re U m re ch n u n g sfa k to ren zu den a n deren E in h e ite n an. D ie th erm isch e E in h e it lä ß t sich au f seh r versch ied en e W eise defin ieren , d a sie n u r m it H ilfe einer b e stim m te n S u b sta n z u n d u n ter A n n ah m e einer b e stim m te n T e m p e ra tu r fe stg e le g t w erd en k an n . B e i d er ele k trisch en u n d m e ch a n i
schen E n erg iee in h eit b e ste h t kein e solche v ie l
fä ltig e M ö glich keit. A u f G ru n d des Z en tim eter- G ra m m -S eku n d en system s u n d der g e setzlic h ge- le g e lte n ele k trisch en G ru n d ein h eiten steh en sie au ch ohne b eson deres G ese tz e in d e u tig fest.
A u ch ü b er die S u b sta n z, m it der d ie th erm isch e W ärm eein h eit zu v e rk n ü p fe n ist, kö n n en keine ernsten Z w eife l b este h en ; w o h l a b er sind die v e r sch ied en sten V o rsch lä g e ü b er die W a h l der T e m p e ra tu r g e m a ch t w ord en , b ei w elch er d er zu r D e fin i
tio n der W ä rm ee in h e it n o tw en d ig e T e m p e ra tu ra n stieg des W assers zu m essen ist. D iese F e s ts e tz u n g einer b estim m ten T e m p e ra tu r is t d esw egen n ötig , w eil die sp ezifisch e W ä rm e des W a ssers m it der T em p e ra tu r v e rä n d e rlic h ist. Sie n im m t vo n o ° 33° u m 0 ,7 % ab u n d s te ig t m it w ach sen d er T em peratur w ied er an. M an h a t vo rgesch lag en , den T e m p e ra tu ra n stie g b e i o °, 1 5 ° oder 2 0 0 zu m essen oder au ch den 100. T e il des T e m p e ra tu r
anstieges v o m E is p u n k t b is zu m S ie d e p u n k t als N orm an zu n eh m en . In d em d eu tsch en G ese tz is t die 15 “-K a lo rie zu g ru n d e g eleg t, w eil b ei dieser le m p e ra tu r b ish er die gen au sten ka lo risch en M essungen in sbesondere ü b er d as V e rh ä ltn is der th erm isch en zu r e lek trisch en E n erg iee in h eit a u s
gefü h rt w erd en k o n n ten . N a c h den B e o b a c h tu n g e n vo n J a e g e r u n d v . S t e i n w e h r sind 4,1842 W a ttse k u n d e n erfo rd erlich , u m 1 g rein en W assers u n ter dem D r u c k einer A tm o sp h ä re vo n I 4»5 bis 15 .5 ° zu heizen . E in e W a tts e k u n d e is t h ierbei die E n erg ie, w elch e w ä h ren d einer S eku n d e ein Strom vo n einem g e setzlic h en A m p e re in einem L e ite r vo n einem ge setzlic h en O h m W id e rsta n d e r
zeu g t. R e c h n e t m an die M asse, der G ru n d e in h eit entsprech en d, n ach K ilo g ra m m u n d d ie e lek trisch e E n ergie, dem B r a u c h der T e c h n ik fo lgen d , n ach K ilo w a ttstu n d e n , so h a t m an die K ilo k a lo rie g leich 4 ,1841
5o . 6o ~ °>°o i i623 K ilo w a ttstu n d e n oder 1 K ilo w a ttstu n d e == 860,38 K ilo k a lo rie n zu setzen . Im G esetz is t diese le tz te re Z a h l au f 860 a b g e k ü rzt, sie ist also um e tw a 0 ,0 5% klein er als die aus den B e o b a ch tu n g en errech n ete. G eg en diesen U n ter - schied d ü rften ern stlich keine B e d en k e n zu erheben sein, d a die G en a u ig k e it, m it der d ie b ish erigen fein sten M essu ngen den U m re c h n u n g sfa k to r e r
geben haben , e tw a 0 ,0 2% b e tr ä g t und in d er T e c h n ik diese G en a u ig k e it n ic h t an n äh ern d w ed er b ei den elektrisch en n och bei den th erm isch en M essun
gen erreich t w ird . In d essen is t zu zu geben, d a ß bei erh eb lich er V erfein eru n g der M e ß tech n ik die Z a h l 860 m ö glich erw eise a b g eä n d ert w erd en m u ß .
D e r h ie rm it verb u n d en e M an g el h a fte t allen D o p p e l
d efin itio n en a n ; d och is t ein stw eilen n ic h t e rsic h t
lich , w ie m an bei der so v ie lg e sta ltig e n E n e rg ie größe m it einer ein zigen D e fin itio n au skom m en kön nte.
Z u r U m re ch n u n g a u f die m ech an isch e E n e rg ie größe is t eine W a tts e k u n d e g leich i o 7 E r g zu setzen . W o h l zu b e ach te n is t ab er, d a ß sich in diesem F a lle die W a tts e k u n d e n ic h t a u f d as gesetzlich e A m p ere un d d as gesetzlich e O hm , sondern a u f die e n t
sprechen den a b so lu ten G rö ß en b e zie h t. D a s g e setzlich e u n d a b so lu te A m p ere u n tersch eid en sich so w en ig (höchstens ein ige h u n d e rtta u sen d ste l), d a ß die D ifferen z b ish er n ic h t sich er fe stg e ste llt w erd en k o n n te ; d agegen is t b e k a n n t, d a ß d as g esetzlic h e O hm um 0 ,0 5% g rö ß er als d as a b so lu te O hm ist, so d a ß also au ch d as in te rn a tio n a le u n d d as a b so lu te W a t t u m diese an der G renze der th erm isch en M e ß g e n a u ig k eit liegen d e G rö ß e versch ied en sind.
F ü r die T e c h n ik fä llt a u ch dieser U n tersch ied ein stw eilen n ic h t ins G ew ich t. D a g eg en is t fü r sehr gen au e w isse n sch aftlich e B e o b a c h tu n g e n eine K a lo rie g le ich 4 ,182 1 • i o 7 E r g zu setzen .
B eso n d ers e rw äh n en sw ert e rsch ein t n och die g e setzlic h e S a n k tio n ieru n g d er v o m A u ssch u ß fü r E in h eite n u n d F o rm elzeich en (A. E . F .) an g en o m m enen A b k ü rzu n g e n „ k c a l “ fü r K ilo k a lo rie und
„ k W h " fü r K ilo w a ttstu n d e .
7. M essu n g von Wärmemengen in F rankreich u n d den Vereinigten Staaten von A m erika . D ie 15 °- K a lo rie lie g t a u ch im fran zö sisch en G esetz der E in h e it der W ä rm em en g e zu gru n d e. D iese b e zie h t sich in dessen n ic h t au f ein K ilo g ra m m , sondern au f eine T o n n e W a sser und w ird ,,th erm ie “ gen an n t.
A m erik a n isch e F o rsch er b e vo rzu g en die 20 ^ K a lorie, die 0 ,1 2 % kle in e r als d ie i5 ° - K a lo r ie ist.
8. D ie übrigen B estim m ungen des deutschen Ge
setzes. D ie §§ 3 b is 8 des d eu tsch en G esetzes b e tre ffe n P rü fu n g und B e g la u b ig u n g der th erm isch en M eß geräte, B estim m u n g en ü b er ihre F eh lerg ren zen usw . A u ß e rd e m w ird v e rfü g t, d a ß ein J ah r n ach V e rk ü n d ig u n g des G esetzes, d. h. vo m 7. A u g u st 1925 ab ,,im g e sch ä ftlich en V erk e h r, insbesondere b ei A u sü b u n g eines B e ru fe s oder G ew erb es“ die g esetzlic h en E in h eite n fü r die B e stim m u n g und M essu ng v o n T em p e ra tu re n u n d W ärm em en g en m a ß g eb en d sind.
9. D ie Festlegung der gesetzlichen Tem peratur
skala durch die P h y sik a lisch -T ech n isch e R eichs
anstalt. D ie der P h y sik a lisc h -T e c h n isc h e n R e ich s
a n s ta lt in § 1 des G esetzes z u erteilte A u fg a b e is t b ereits gelö st. A u f G rund der vielen V o ra rb e iten , w elch e in diesem In s titu t seit J ah ren a u f dem G eb iet der T em p e ra tu rm e ssu n g g e le iste t sind, ko n n ten b e reits w en ige W o ch en n ach V e rk ü n d ig u n g des G esetzes alle E in ze lh eite n b e k a n n tg e m a c h t w e r
den, n ach denen die ge setzlic h e T e m p e ra tu rs k a la fe s tg e le g t ist. D e r G ru n d g ed a n k e is t h ierbei fo lg en der : D u rc h g a sth erm o m etrisc h e M essu ngen m it H eliu m -, W a ssersto ff- u n d S tick sto ffth e rm o m etern , d eren A n g a b e n teils n ic h t m erk lich von der th e rm o d y n a m isch e n S k a la a b w eich en , teils d u rch seh r
4 2 4 H e n n i n g : D as G esetz ü b e r die T em p era tu rsk a la und die W ärm eein h eit v o m 7. A u g u s t 1924. f Die Natur- [wissenschaften
klein e K o rre k tio n e n a u f diese S k a la z u rü c k g e fü h rt m öglich , fü r die Q u ecksilb ersä u le eine N o rm a l
w urden , oder d u rc h S tra h lu n g sm essu n g en am te m p e ra tu r an zu n eh m en . E s is t d a ru m vo rg e - sch w arzen K ö rp e r sind eine A n z a h l sich er rep ro d u - sch rieben, d a ß die Q u ecksilb ersä u le a u f d ie n orm ale zierb arer S ch m elz- u n d S ie d ep u n k te rein er K ö rp e r D ic h te 13,595 (das is t sehr n ah e d ie D ic h te bei b e stim m t. D iese F ix p u n k te d er T h e rm o m e trie o°) des Q u ec k silb ers zu b ezieh en ist.
dien en a ls E ic h p u n k te fü r „ se k u n d ä re T h erm o - Z w isch en — 1 9 3 ° u n d o ° soll die T em p e ra tu r m e te r“ n ä m lich fü r P la tin w id e rsta n d sth erm o m ete r, d u rc h den W id e rsta n d R eines reinen P la tin d ra h te s T h e rm o elem en te u n d S tra h lu n g sp y ro m e ter, n ach - n a ch der B e zie h u n g R = R 0 [1 -f- a x t -f- bx t2 -f- cx tf4]
d em d u rch ein geh end e U n tersu ch u n g en fü r diese gem essen w erd en , deren 4 K o n sta n te n R 0, alt b1 T h e rm o m e te r der Z u sa m m en h an g zw isch en d er u n d c± d u rch E ic h u n g des D ra h te s b eim S ie d ep u n k t T e m p e ra tu r ein erseits u n d dem W id e rsta n d , der des S a u ersto ffes, d em S u b lim a tio n sp u n k t der T h e rm o k r a ft oder der S tra h lu n g s in te n s itä t and erer- K o h le n sä u re, dem E rsta rru n g sp u n k t des Q u eck- seits b e stim m t ist. silb ers u n d dem S ch m elzp u n k t des E ises b e stim m t W ir h a b en b ei d er T em p e ra tu rm e ssu n g also w erd en . Z w isch en o ° und dem E rs ta rru n g s p u n k t d rei S tu fe n zu u n tersc h eid e n : 1. d ie th e o retisch e des A n tim o n s d ie n t e b en fa lls der W id e rsta n d des D e fin itio n (th erm o d yn am isch e S k a la ); 2. die p ra k - P la tin s zu r T em p era tu rm essu n g , in d em in diesem tisc h e V e rw irk lic h u n g d ieser D e fin itio n (G as- G eb ie t R = R 0 [1 4- a 2 1 + b2 12] g e s e tz t w ird und th e rm o m e trie, M essu ng am N o rm a lstra h le r od er die 3 K o n sta n te n R 0, a 2 u n d &2 d u rch E ic h u n g des sch w arze n K ö rp e r) u n d 3. die A u s a r b e itu n g ein- D ra h te s b eim S ch m elzp u n k t des E ises, d em S ie d e fa ch er M eß m eth od en h oh er G e n a u ig k e it (sekun däre p u n k t des W assers u n d dem S ie d e p u n k t des S ch w e- T h e rm o m e te r). fels gew on n en w erd en . H ie r is t zu b em erken , d a ß D ie F ix p u n k te , die in der fo lgen d en Z u sam m en - der P la tin d r a h t also n och 18 6 0 o b erh a lb seines S tellu n g m itg e te ilt sind, g lied ern sich in zw ei G ru p - h ö ch sten E ic h u n g sp u n k te s zu r T em p e ra tu r- p e n : die eine u m fa ß t die F ix p u n k te erster O rd n u n g, m essu ng d ienen soll. D u rc h zah lreich e B e o b a c h w eich e zu r D e fin itio n d er S k a la d u rch die seku n - tu n g e n is t erw iesen, d a ß a u f diese W eise die T em p e- d ären T h e rm o m e te r u n b ed in g t n o tw en d ig sind, r a tu r b is zu m S c h m e lz p u n k t des A n tim o n s (630°) die zw e ite G ru p p e e n th ä lt eine R eih e and erer zu- n och a u f o , i ° sich er g efu n d en w erd en k a n n . A ls ve rlä ssig er F ix p u n k te zw e ite r O rd n u n g, die d u rch die K e n n ze ich e n fü r die R e in h e it des P la tin s w ird ge- sek u n d ären T h e rm o m e te r selb st b e stim m b a r sind . fo rd ert, d a ß d as W id e rsta n d sv e rh ä ltn is R / R 0 bei
Fixpunkte erster Ordnung:
Siedepunkt des S a u e r s t o ffe s ... t = — 183,00° + 0,0126 (p — 760) — 0,0000065(50 — 760)2 Sublim ationspunkt der Kohlensäure. . . . t — — 78,50° -)- 0,01595(73 — 760) — 0,000011 (pA— 760)2 Schm elzpunkt des Q u e c k s i l b e r s ... « = — 38,87°
Schm elzpunkt des E i s e s ...t — 0,0000
Siedepunkt des W a s s e r s ...t = 100,000° 4- 0,0367(p — 760) — o,oooo23(p — 760)2 Siedepunkt des S c h w e f e ls ... t = 444,60° 4- 0,0909(p — 760) — 0,000048(2? — 760)2 Schm elzpunkt des S i l b e r s ... t — 960,50
Schm elzpunkt des G o l d e s ... t = 1063°.
Fixpunkte zweiter Ordnung:
Um wandlungspunkt von N atrium sulfat . . . t = 32,38°
Siedepunkt von N a p h t h a l i n ... t — 217,g6° + 0,058 (p — 760) E rstarrungspunkt von Z i n n ...t — 231,85°
Siedepunkt von B e n z o p h e n o n ... t = 305,9° + 0,063 (p — 760) Erstarrungspunkt von K a d m iu m ...t — 320,9°
Erstarrungspunkt von Z i n k ... t = 419,45°
Erstarrungspunkt von A n t i m o n ...t — 630,5°
Erstarrungspunkt von K u p f e r ... t = 1083°
Schm elzpunkt von P a l l a d i u m ... t — 1557°
Schm elzpunkt von P l a t i n ...t = 1770°
Schm elzpunkt von W o lf r a m ... t = 3400°.
B e i den Siede- und S u b lim a tio n sp u n k te n be- — 183 kle in e r als 0,250, b ei + i o o ° g rö ß er als d e u te t p den D r u c k des g e s ä ttig te n D a m p fes in 1,390 u n d b e i 444.6° g rö ß er als 2,645 ist.
M illim eter Q u eck silb er. D ie E rsta rru n g s-, S ch m elz- O b erh alb 630° w ird d as P la tin th e rm o m e te r un d U m w a n d lu n g sp u n k te b ezieh en sich a u f d en d u rch d as T h e rm o e le m e n t P la tin gegen P la tin norm alen A tm o sp h ä re n d ru c k p = 760 m m Q u eck - m it 10 % R h o d iu m ab g elö st, d as im B e re ic h vo m silber. D a die H öh e der Q u ec k silb ersä u le v o n ih rer E rs ta rru n g s p u n k t des A n tim o n s b is zu m S ch m elz- T em p e ra tu r und der S ch w e re b esch le u n igu n g an p u n k t des G old es zu r F e stle g u n g d er T em p e ra tu r- ib rem O rt a b h ä n g t, so is t sie a u f die N o rm a lw e rte s k a la d ien t, in d em die e le k tro m o to risch e K r a f t e dieser b eid en G rö ß en zu red u zieren . A ls N o rm al- dieses T h erm o elem en tes m it d er T e m p e ra tu r t w e rt der S ch w ere is t 980,665 cm /sec2 v o rg esch rie- d u rch die B e zie h u n g e — a3 4- &3 t 4- c3 £2 + d3 t3 ben. Z u r V erm e id u n g eines Z irk els is t es ab er n ic h t v e rk n ü p ft w ird . D ie 4 K o n sta n te n a3, b3, c3 u n d d3
Cz o c h r a l s k i: D ie B eziehun gen der M etallograph ie zur p h ysik alisch en F orschu ng. 425
sind durch E ichung des E lem en te s an den E r starru n gsp u n k ten vo n Z in k , A n tim o n , S ilb er und G old zu b estim m en , vo n denen die b eid en ersteren als sekundäre F ix p u n k te im B e re ic h des P la tin w id erstan d sth erm om eters m it diesem In stru m en t
zu
m essen sind. D a s T h erm o elem en t so ll so b e sch affen sein, d a ß seine e le k tro m o to risch e K r a f t amGoldschm elzpunkt
zw isch en den W e rte n 10200und
10400 M ik rovo lt
lieg t.O b erh alb des G o ld sc h m e lzp u n k tes w ird die T em p e ra tu r T = t -f- 273 aus dem m o n och ro m a
tisch en H e llig k e itsv e rh ä ltn is H T '■ H 0 eines s c h w a r
zen K ö rp ers bei der T e m p e ra tu r T u n d dem G o ld sch m elzp u n k t T 0 = 10 63° + 2 7 3 ° = 13 3 6 ° n a ch der W ien -P lan ck sch en B e zie h u n g ln ---- 7^1
i t ^ o ^ •- 0
estimmt, m der l d ie W e llen län g e des m on och ro- matischen (sichtbaren) L ic h te s b e ze ich n et und die Konstante c = 1,43 cm • G ra d g e s e tz t w ird . D ie obere G ren ze fü r die G ü ltig k e it der G leich u n g is t d ad u rch gegeb en , d a ß l • (t + 273) k lein er als
°»3 cm • G ra d sein m u ß .
A lle diese F estsetzu n g en sind so g e tro ffen , d a ß keine T e m p e ra tu r a u f m ehr als eine A r t b e stim m t w erden k a n n . In einem Z u sa tz is t n u r zu g esta n d en , d aß m an die M essu ng zw isch en — 193 0 u n d o ° d a d urch ve re in fa ch e n k an n , d a ß in diesem G e b ie t die K o n sta n te cx des P la tin w id e rsta n d e s zu — 5 • 10 _ 12 a n g esetzt u n d die E ic h u n g am S u b lim a tio n s
p u n k t der K o h le n sä u re ersp a rt w erd en d arf. D iese V erein fach u n g k a n n indessen n u r so lan g e a u fre c h t
erh alten w erden , als sie keine m erklich e A b w e i
ch u n g v o n d em F a ll liefe rt, d a ß die K o n sta n te c, em pirisch e rm itte lt ist.
. j ° ' A usführungsbestim m iingen des franzö- sisc ien Gesetzes über die Tem peraturskala. N a c h den A u sfu h ru n g sb estim m u n g en des fra n zö sisch en G e setzes w ird die T e m p e ra tu r o b erh a lb — 240 0 d u rch em W a ssersto ffth erm o m ete r k o n sta n te r D ic h te ge
m essen, dessen F u n d a m e n ta lp u n k te m it o ° und io o ° b ezeich n et sind. D ie obere G ren ze fü r diese S k a la is t n ic h t ang egeb en , sie d ü rfte ab er + 5000 n ich t ü b ersch reiten , d a W a sse rsto ff in h öh erer le m p e ra tu r w egen seiner g ro ß en ch em isch en A k t i v it ä t oder seiner leb h a ften N e ig u n g zu r D iffu sio n als M eßgas n ic h t g eeig n et ist. D ie d eu tsch en B e stim m u n gen b e sitzen den fran zö sisch en g egen ü b er den d o p p elten V o rz u g , d a ß sie einen v ie l größeren
T em p e ra tu rb e re ich u m sp an n en und d a ß sie n eben grö ß erer re la tiv e r G e n a u ig k e it v ie l leich ter a u sfü h r
b a r sind. F ern er ü b e rrasch t, d a ß der fran zö sisch e G esetzgeb er die D ic h te des W a ssersto ffes im G a s th erm o m eter, die b e i h oh en A n sp rü ch en an G e n a u ig k e it die T e m p e ra tu ra n g a b e n b e ein flu ß t, v ö llig u n erö rtert lä ß t. O ffe n b a r h a n d elt es sich um eine A n le h n u n g an die T em p e ra tu rsk a la , die d as B u rea u in te rn a tio n a l fü r seinen in tern en G eb rau ch im Jah re 1887 fe stleg te . E s k a m d a m als w esen tlich der T em p e ra tu rb e re ich zw isch en o u n d i o o ° in F ra g e u n d die W a h l fiel a u f d as W a ssersto ffth erm o m ete r k o n sta n te r D ic h te m it ein em D r u c k v o n 1000 m m Q u ecksilb er b ei o °. D a die H a n d h a b u n g eines solchen In stru m en tes fü r h ä u fig e n G eb rau ch ab er als zu sch w ierig e rk a n n t w u rd e, so w u rd e die T e m p e ra tu rsk a la d u rch den M itte lw e rt der A n gab en vo n 4 Q u eck silb erth erm o m etern aus verre d u r d a rg estellt, die C h a p p u i s an d as N o rm al- W a ssersto ffth erm o m ete r an geschlossen h a tte . D iese R eg elu n g , d ie d er d a m alig en L a g e der N a tu r w isse n sch aft au fs B e ste en tsp rach , k o m m t h eu te n ic h t m eh r in B e tr a c h t, d a d as Q u ec k silb erth erm o m e te r v o n d em P la tin w id e rsta n d sth erm o m ete r an G e n a u ig k e it ü b e rtro ffen w ird .
1 1 . A u sb lic k a u f eine internationale Regelung der T em peraturm essung. E s w äre seh r e rw ü n sch t, w en n den d eu tsch en V o rsc h rifte n zu r T e m p e ra tu r
m essu ng eine in te rn a tio n a le R e g e lu n g fo lg te. In der T a t sind V erh a n d lu n g en ü b er eine in te rn a tio n ale T em p e ra tu rsk a la , die d u rch den K r ie g u n te r
b ro ch en w aren , seit dem H e rb st 1923 w ied er a u f
gen om m en wrorden und die drei großen p h y s ik a lis c h tech n isch en F o rsch u n g sin stitu te der V erein ig te n S ta a te n vo n A m erik a , E n g la n d s u n d D e u tsch la n d s h a b en sich gem ein sam m it dem K ä lte la b o ra to riu m in L eid e n in a llen H a u p tfra g e n b ereits w eitgeh en d geein igt.
E s s te h t zu erw arten , d a ß die erh o ffte n in te r
n atio n a len F estsetzu n g en üb er die T e m p e ra tu r
s k a la v o n den F e stsetzu n g en d er P h y sik a lis c h - T ech n isch en R e ic h s a n s ta lt so w en ig abw eich en w erden , d a ß U n tersch ied e in den T e m p e ra tu ra n ga b en n irgen d s w ah rn eh m b ar sind u n d d a ß in folged essen eine A n p a ssu n g der d eu tsch en B e stim m u n gen an die in te rn a tio n a le R e g e lu n g ohne S ch w ie rig k e it erfolgen kan n.
Die B eziehungen der M etallographie zur p hysik alischen Forschung.
V o n J . C z o c h r a l s k i , F ra n k fu rt a. M.
I ■ G eschichtliches.
V o r e tw a fü n fz ig Jah ren h a t es n u r eine H ü tte n - chemie gegeb en . D ie P h y s ik m a ch te zu d ieser Z e it die ersten sch ü ch tern en A n tritts b e s u c h e im B e reich e der H ü tte n k u n d e. V era n la ssu n g h ierfü r g a b der W e ttb e w erb zw isch en S ta h l u n d E isen , sow ie zw ischen F lu ß e isen und S ch w eiß eisen u n d seit 1879 au ch zw isch en T h o m a s- und B essem ereisen im E isen b ah n b a u , besonders im H in b lic k a u f S ch ie
n en m ateria l. E in e d er w ic h tig ste n p h y sik a lisch en E ig e n sc h a ften des E isen s fü r seine p ra k tisch e V e r
w en d u n g e rb lic k te m an in der F e s tig k e it. W äh ren d frü h er die F estig k eitsb estim m u n g e n n u r au sn ah m s
w eise vo rgen o m m en w u rd en , h a t die F e s tig k e its p rü fu n g seit 1879 eine au ß ero rd en tlich e B e d e u tu n g gew onnen. In E n g la n d w a r es K i r k a l d y (1862), in D e u tsch la n d W ö h l e r (1870) und in Sch w ed en K n u t S t y f f e (1870), die a u f die W ic h tig k e it der
4 2 6 Cz o c h r a l s k i: D ie B ezieh un gen der M etallograp h ie zu r p h ysik alisch en F orschu ng, f Die Natur- [ W issenschaften
F e s tig k e its p r ü fu n g h in gew iesen h a b en u n d diese sy ste m a tis c h ein fü h rten . D ie V ersu ch e W ö h l e r s w u rd en im A u ftr ä g e der p reu ß isch en R e g ie ru n g a u sg e fü h rt. A u f G ru n d dieser V ersu ch e w u rd e n die ersten F estig k e itsb e d in g u n g e n b ei L ie feru n ge n v o r g esch rieb en . E in J ah r d a ra u f w u rd en N o rm alien fü r die E isen b ah n w a g e n a u sg e a rb eitet. E in e d er e rsten b ra u ch b a ren P rü fm a sch in en w u rd e v o n W ö h l e r k o n stru ie rt. Ih r fo lg ten zah lreich e neue K o n stru k tio n e n , deren E n tw ic k lu n g , die a u c h zu a n d eren P rü fu n g sv o rric h tu n g e n fü h rte, n o c h in die N e u ze it v e rfo lg t w erd en k an n .
D ie p h y sik a lisch -m ech a n isch e P rü fu n g sm e th o d e is t den M eta llw e rk en d u rch die B e h ö rd e n ge w isse r
m aß en a u fg e n ö tig t w ord en. M an k a n n w o h l sagen, d a ß sie u n ter diesem D r u c k en tge g e n d em W ille n v ie ler In d u strie k reise ih ren A n fa n g gen om m en h a t.
W ä h ren d n u n die C h em ie a ls z u v e rlä ssig e B e ra terin b e i d em H ü tte n m a n n b e reits zu jen er Z e it g u t ein g e fü h rt w a r u n d ih m u n sc h ä tzb a re D ie n ste leistete , g ew ö h n te er sich n u r la n g sa m u n d w id er
stre b en d an die p h y sik a lisch -m ech an isch e n P r ü fu n g sm eth o d en , u n d es d a u e rte gerau m e Z eit, ehe er sich m it dieser k o n v e n tio n elle n F o rm der B e w e rtu n g seiner E rze u gn isse d u rch die B eh ö rd en b efreu n d ete. V ie lle ic h t is t h ierin ein w ic h tig e r G ru n d d a fü r zu erb lick en , w aru m die w isse n sc h a ft
lich e E rfo rsc h u n g v ie ler tech n o lo g isch -m ech an isch er F ra g e n lan g e Z e it n ic h t re c h t vo ra n g e k o m m e n w ar.
M it dem E m p o rb lü h en d er p h y sik a lisc h e n C h e
m ie w u rd e die P h y s ik ih rer k a u m a n g ek n ü p ften B e zie h u n g e n zu r H ü tte n k u n d e v e rlu stig , in d em die p h y s ik a lis c h e C h em ie ih re S telle ein n ah m .
D u rc h die E in flü sse der p h y s ik a lis c h e n C h em ie is t die H ü tte n k u n d e ein u n geh eu eres S tü c k v o r w ä r ts g e b ra c h t w o rd e n ; eine F ru c h t d ieser E n t w ic k lu n g is t die a llg em ein e M e ta llk u n d e . Sie feie rte in den b eid en le tz te n J ah rzeh n ten ihre h ö ch sten E rfo lg e . U n terd essen is t ab er k a u m b e m e rk t w ord en, d a ß die p h y sik a lisch -m ech an isch e S e ite dieses n eu en G eb ietes der S to ffk u n d e n u r ein g ew isserm aß en k o n ve n tio n elle s D a sein fü h rte.
F re ilic h h a b en a u ch h ier ein ige F o rsch er, w en n a u c h v e re in sa m t, so d o ch u n en tw e g t, ih re B e m ü h u n gen fo rtg e s e tzt. In erster L in ie w aren es He y n, L u d w i k und Ta m m a n n, die die in n eren V o rg ä n g e b eim F ließ e n der M e ta lle in ih r A r b e its g e b ie t au fgen o m m en h ab en , n ach d em d er erste A n s to ß d u rch die b e ilä u fig e n A rb e ite n v o n We d d i n g, Le d e b u r, Wö h l e r und Ba u s c h in g e r g e geb en w ar. E r s t n eu erd in gs scheinen sich e n d g ü ltig e V erb in d u n g sw e g e zw isch en den b eid en G e b ieten zu ergeben. M a ß g e b lich e n E in flu ß h ab en sp ä te r a u f diese E n tw ic k lu n g a u ch v e re in ze lte F o rsch u n g en d er T e c h n ik gew onnen.
D ie E rru n g e n sc h a fte n der p h y sik a lisch en C h e
m ie b ra c h te n ab er w oh l nur dem E isen h ü tte n m a n n e , der die E ig e n sc h a fte n sein er E rze u g n isse m ehr d u rch ch em isch e a ls d u rch p h y sik a lisc h -m e c h a nische P ro zesse zu b eein flu ssen su ch t, v o lle n N u t zen. U m eine B e s tä tig u n g des G esa g ten zu finden , b ra u c h t m an n u r d ie L eh rb ü ch er d er M e ta llo
g rap h ie einer D u rc h sic h t zu u n terzieh en . In der H a u p tsa c h e k o m m t es b eim E isen m ehr a u f die V e rg ü tu n g a u f p h y sik a lisch -ch e m isch er G ru n d lage an a ls a u f die V e rfe s tig u n g d u rch K n e tb e a rb e itu n g , die b ei E isen u n d S ta h l, im G eg en satz zu den a n deren M etallen , eine v e rh ä ltn ism ä ß ig gerin ge R o lle sp ielt. A u f diese g ru n d sä tz lic h versch ied en e A r t der B e tä tig u n g s g e b ie te w ird bei der A u sb ild u n g des M e ta ll-H ü tte n m a n n e s n och n ich t gen ü gend R ü c k s ic h t genom m en.
In d iesem Z u sam m en h än ge w ird m an w ied er a u f d ie A u fg a b e n ge len k t, die die P h y s ik in der M e ta llk u n d e zu erfü llen h a t.
So vie lv e rh e iß e n d n u n die ersten V ersu ch e der vo rg e n a n n ten F o rsch er w aren , so zeig te sich a lsb a ld die S ch w ierig k eit, w eitere erfo lgreich e A n g riffs p u n k te a u f d iesem A rb e itsg e b ie te zu fin d en . E r sch w eren d w a r noch, d a ß d as S tu d iu m der inneren V o rg än g e beim F ließ e n der M e ta lle fa s t a u ssch ließ lich an H a u fw e rk e v o n M e ta llk ry s ta lle n geb u n d en w ar. A u s dem V e rh a lte n d ieser „ q u a s iis o tr o p e n “ K ö rp e r w a r es sch w ierig, w en n n ic h t u n m ö glich , R ü ck sch lü sse a u f d as V e rh a lte n der E in z e lk ry s ta lle zu ziehen. E r s t n ach d em m ehrere V e rfa h re n b e k a n n tg e g e b en w u rd en , die in b equ em er W e ise die H e rstellu n g g ro ß er E in k r y s ta lle g e sta tte n , is t die E rfo rsch u n g d ieser F ra g e in eine n eu e P h a se g e rü c k t.
I I . Erzeugung von E inkrystallen.
D e r erste V ersu ch , ein zeln e K ry s ta llin d iv id u e n d u rch A u ssch ä le n aus g ro b k ry s ta llin e n G u ß stü ck en zu gew innen, is t w oh l 1 9 1 3 1) u n tern om m en w o r
den. D ie M eth od e ist ab er n u r ein N o tb eh elf. E s g e lin g t au f diese W eise schw er, K r y s t a lle v o n g e n ü gen d er G röß e zu erzeugen , a u ß erd em sin d G u ß - k r y s ta lle n u r selten h om og en u n d kön nen d e m zu fo lge gew isse S ch w ä ch en au fw eisen , die u n z u v e r
lä ssige Z a h len w erte ergeben können. Im m erh in is t es m öglich , u n ter gü n stige n A rb e itsb e d in g u n g e n n a ch dem V erfah re n K r y s ta llin d iv id u e n b is zu F in g erg rö ß e zu erh alten . E in ig e a u f diese W eise erzeu g te K u p fe r k r y s ta lle zeigen die F ig . 1 u. 2;
die K r y s ta lle sind m it S ch liffflä ch en versehen, die d en d ritisch es Ä tz g e fü g e au fw eisen und m it deren H ilfe die O rie n tieru n g der K r y s ta lle sich u n sch w er fe s ts te lle n lä ß t 2).
L a n g e Z e it h in d u rch w a r m an nun a u f dieses V erfah re n angew iesen , zu m a l n a tü rlich e M etall- k r y s ta lle aus S am m lu n gen in fo lg e ve rstä n d lich en B e sitzeifers fü r U n tersu ch u n g szw eck e so g u t w ie u n z u g ä n g lic h w aren . D u rc h einen m erk w ü rd ig en Z u fa ll h a t V erfasser dann 19 17 d as „C a p illa r v e r- fa h re n “ zu r E rz e u g u n g vo n K r y s ta llfä d e n gefun den , und z w a r a u f G ru n d der B e o b a c h tu n g , d aß aus einer erstarren d en Sch m elze an ein em G la s sta b od. d g l. entn om m en e T ro p fen der S ch m elze keine K u g e lg e s ta lt anneh m en, sondern en tgegen
x) M o e l l e n d o r f f und C z o c h r a l s k i , Zeitschr. d.
Ver. dtsch. Ing. 1913, S. 931.
2) Zeitschr. d. Ver. dtsch. Ing. 1923, S. 536.
Heft 2o.
15- 5- 19 25 Cz o c h r a l s k i: D ie B ezieh un gen der M etallographie zu r p h ysik alisch en F orsch u n g . 427, dem G esetz der O b erflä ch en sp a n n u n g zu einer
K e g e lsp itze erstarren. D a s V erfah re n b e ru h t im P rin zip a u f der ein fach en T atsa ch e, d a ß m an die a u f diese W eise erzeu g te K e g e lsp itze (M etallstü ck oder K r y s ta lls p litte r) m it der S ch m elze in B e rü h ru n g b rin g t u n d alsd a n n m it geeig n eter G e sch w in d ig k eit ko n tin u ie rlich aus der Sch m elze h er
a u szieh t; die d u rch A d h ä sio n m itgenom m en en n teile der S ch m elze erstarren in gerin ger E n t- ernung vo n der O b erflä ch e des M e ta llb ad es zu einem sich s te tig ergän zen d en E in k ry s ta llfa d e n .
o w eit es gelin g t, den K r y s ta lle n vo n vo rn h erein eine gew ü n sch te O rie n tieru n g zu v erleih en (gute rgebnisse h a b en W a r t e n b e r g , P o l a n y i und
^ R ü n e i s e n erzielt), le is te t d as V erfah re n gu te len ste; ein A u fte ile n d er K r y s ta lle in versch ied en orien tierte S tä b e k o m m t w egen der m eist seh r g e ringen D ic k e (ca. 1 m m ) n ic h t in F ra g e . B e m e r
kensw ert is t ferner, d a ß d as V erfah re n d ire k t zur M essung der K ry s ta llis a tio n s g e s c h w in d ig k e it b e
n u tz t w erd en kan n .
E tw a zu g leich er Z e it h a t d er V erfasser auch das sog. R e k ry sta llisa tio n ssc h e m a und d a m it einen neuen W e g zu r E rze u g u n g v o n E in k ry s ta lle n b e k an n tg eg eb e n 1). D ieser W e g erw ies sich b a ld a ls besonders erfolgreich .
Im w esen tlich en v e rfä h r t m an w ie fo lg t:
W eich g eg lü h te M eta llstreifen w erd en einer K a l t stre ck u n g v o n ein igen w en igen P ro ze n te n u n te r
w orfen und d a ra u f ern eu t re k ry sta llisie rt. B e i g e eigneten G rad en der K a lts tre c k u n g u n d der G lü h - tem p era tu r kön nen die M e ta llstreife n b ei der R e- 'ry sta llisa tio n in E in k ry s ta lle v e rw a n d e lt w erd en . B esondere W ä rm eb e h a n d lu n g k a n n sich hierb ei a s ^ ^ t e ü h a ft erw eisen. Solch e K r y s ta lle eignen sic ür p h y sik a lisc h e U n tersu ch u n g en gan z b e
sonders, w eil sie in allen A b m essu n gen h erg estellt w erden kön nen u n d au ch an der O b erflä ch e frei vo n k ry sta llo g ra p h isch e n S tö ru n gen sin d 2). M an kan n a u f diese W eise K r y s ta lle b is zu m ehreren Z e n ti
m etern D ic k e u n d m ehreren D e zim etern L ä n g e in bequem er W eise erzeugen . D u rc h A u fte ile n solch er K r y s ta lle erh ä lt m an a lsd a n n d as ge eig n e te V e r su ch sm a terial fü r die D u rch fü h ru n g v o n u m fassen -
en V ersuchsreihen. V o m V erfasser w ird fa s t a u ssch ließ lich dieser W e g als der sich erste und z u verlä ssig ste b e n u tzt.
I I I . B isherige Forschungsergebnisse.
N ach d em so d as F eld fü r eine fru c h tb a re A rb e it genügend v o rb e re ite t w ar, w u rd en v o n ve rsch ie denen S eiten E m zelu n tersu ch u n g en d u rch g efü h rt und zw ar ein ige der ersten b ereits 19 13 , 19 16 und
!) Int. Zeitschr. f. Metallographie 1916 S iff 2) In diesem Zusammenhang sei auf das Verfahren v o n O r b i g u n d S c h a l l e r zur E r z e u g u n g von Faden- k r y s t a l l e n verwiesen, das mit dem soeben erörterten v e r w a n d t sein d ü r f t e und auf der Erzeugung von E i n k r y s t a l l e n aus gepreßten M etallpulvern beruht Dieses Verfahren wird von vielen W erken als Geheim
verfahren zur Herstellung von Glühlampenfäden be
nutzt.
1 9 1 7 1). In A n le h n u n g an die frü h eren k ry sta llo - grap h isch en F o rsch u n g en b e stä tig en sie d ie A n gaben R e u s c h s und M ü g g e s ü ber d as A u ftr e te n vo n G leiteb en en an E in k ry s ta lle n des K u p fe rs b e stim m ter O rien tieru n g, die au s G u ß stü ck en g e w onnen w urden . U . a. w u rd e au ch die B e zie h u n g der G leiteb en en zu den Ä tz fig u re n e rm itte lt und die asym m etrisch e V e rfo rm u n g v o n E in k ry s ta ll- D ru ck k ö rp ern n äh er b esch rieben . W ic h tig e r w a r die F eststellu n g , d a ß die F lie ß v o rg ä n g e a u ch im In n ern der E in z e lk ry s ta lle v e rfo lg t w erd en können un d stets ein schn eid en de V erä n d eru n g en in der gesetzm äß igen G efü g ea u sb ild u n g h ervo rru fen . D iese B e o b a ch tu n g en gab en den ersten A n la ß zu der E n tw ic k lu n g der in der F o lg e als sehr er
fo lgreich erw iesenen V erlag eru n g sh y p o th ese . Im Z u sam m en h an g m it ih r h a b en au ch die R e k r y s ta l- lisation sersch ein u n g en an E in - u n d V ie lk ry s ta lle n w eitgeh en d e A u fk lä ru n g gefunden. D ie le tz te der gen an n ten A rb e ite n b e h an d e lt die C a p illa rm eth o d e der K r y s ta lle rz e u g u n g u n d die M essu ng der K r y - sta llisa tio n sg esch w in d ig k eit an den M etallen Zink, Zin n, B le i.
W e itere p h y sik a lisc h e U n tersu ch u n gen an so l
chen C a p illa rk ry sta llfä d e n des Z in ks und W o lfra m s fü h rte W a r t e n b e r g 2) aus und ste llte fest, d aß ela stisch e N a ch w irk u n g sersch ein u n g en an E in k ry sta lle n dieser M eta lle ebenso w ie b ei anderen E in k ry s ta lle n n ich t n ach gew iesen w erd en können.
N eu eren D a tu m s sind die M essungen der E la s t i
zitä tsg re n ze an A lu m in iu m -E in k ry sta lle n versch ie d ener O rien tieru n g, die der V erfasser d u rc h g efü h rt h a t, d esgleich en des e lek trisch en L e i
tu n gsverm ö g en s au ch n ach K a ltb e a rb e itu n g und die sehr e x a k te n M essungen der elastisch en K o n sta n ten und des e lektrisch en L eitverm ö g en s, die G r ü n e i s e n an Z in k und C a d m iu m k ry sta lle n d u rch g efü h rt h a t3).
E in e beson dere S tellu n g u n ter den e in sch lä gig en A rb e ite n nehm en die ein d rin g lich en U n ter
su ch u n gen P o l a n y i s un d seiner S c h u le 4) ein, au f G ru n d deren sie versch ied en e H y p o th ese n ü b er die inneren F lie ß v o rg ä n g e herleiten . In diesen A r b e ite n w erd en a b er n u r die ,,symmetrischen G leit
vorgänge“ b e rü c k sic h tig t. D a s ,, asymmetrische F lie ß e n “ , d as d as W esen a lle r V e rfe stig u n g sv o r
gän ge au sm ach t, ist ih rer B e o b a c h tu n g u n b em erk t en tgan gen .
D ies lie g t im S y stem ih rer A rb eitsm eth o d e.
E in m a l g e s t a t t e t d a s D re h k ry s ta ll- und das D E B Y E - S c H E R R E R - V e r f a h r e n , die diese F o rsch er anw en den, n i c h t , R a u m g itte rstö ru n g e n rö n tg e n p h y s ik a lis c h e x a k t zu deuten , a lsd a n n sind rö n t
gen tech n isch e F ra g en , in sbesondere die der S tra h
*) Mo e l l e n d o r f f und Cz o c h r a l s k i, Zeitschr. d.
Ver. dtsch. Ing. 1913, S. 931; Cz o c h r a l s k i, Int. Z e it
schr. f. Metallographie 1916, S. iff; Cz o c h r a l s k i, Zeitschr. f. phys. Chemie 92, 219. 1917.
2) Verhandl. d. dtsch. phys. Ges. 1918, S. 113.
3) Phys. Zeitschr. 24, S. 506. 1923.
4) Lit. vgl. Cz o c h r a l s k i, Moderne M etallkunde 1924, S. 246 (Verlag Springer, Berlin).
428 Cz o c h r a l s k i: D ie B ezieh un gen der M etallo grap h ie zu r p h ysik alisch en F orschu ng.
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Die Natur-1
W issenschaftenlu n g sin te n sitä t g e stö rter G itte ra n te ile k a u m einer n äh eren U n te rsu c h u n g u n terzo g en w o rd e n 1). A n o m alien, die b e i A u fn a h m e der R ö n tg en d ia g ra m m e d efo rm ierter M e ta lle stets a u ftrete n u n d die sich in v e rrin g erter S ch ärfe der S p e k tra lb ä n d e r u n d im A u ftr e te n v o n sch w ach en N eb en b än d ern äu ß ern , sin d ein er A u s w e rtu n g b isla n g n ic h t u n terzo gen w ord en. A lso au ch vo m S ta n d p u n k te des R ö n t
g en tech n ik ers k a n n den E rg eb n issen k a u m eine ü b errag en d e B e w e isk ra ft b eigem essen w erden .
In w iew eit die E rg eb n isse d er R ö n tg e n a n a ly se als b e w e isk rä ftig a n zu sp rech en sind, m u ß v o m S ta n d p u n k te der rein m e ta llo g ra p h isch e n F o r sch u n g u n te rsu c h t w erd en . E in e solch e U n te r
su ch u n g fü h rt ab er zu einer A b le h n u n g der b e i der R ö n tg e n a n a ly se gew on n en en E rg eb n isse. S ch on w in zig e, b e i d er D e fo rm a tio n in ta k t g eb lieb en e G itte re lem e n te m üssen n ä m lic h zu den g leich en R ö n tg en d ia g ra m m e n fü h ren , so lan ge die R ö n tg e n ve rfa h ren eine q u a lita tiv e u n d q u a n tita tiv e B e stim m u n g g e stö rte r u n d u n g e stö rte r G itte ra n te ile n ic h t g e sta tten . E s k o m m t fern er n och h in zu , d aß d er ü b e re lastisch e n D e fo rm a tio n stets eine, w en n au ch n och so ge rin g fü g ig e R e k r y s ta llis a tio n fo lgt, so d a ß m it d er A n w ese n h eit u n g e stö rte r G itte r elem en te v o n vo rn h erein g e re ch n et w erd en m u ß . A u c h b ei E in k ry s ta lle n k a n n n ä m lich n a ch ü b e r
e la stisch er B e a n sp ru ch u n g eine ste tig e V o lu m e n än d eru n g im M A R T E N S - A p p a r a t n ach gew iesen w er
d en, eine E rsch ein u n g , die zw eifello s a u f ve rb o rg e n e R e k r y s ta llis a tio n h in w eist.
A lle M eth od en , die also a u f die B e stim m u n g der in ta k te n G itte ra n te ile h in zielen , m üssen a ls n ic h t
b e w e isk rä ftig e V ersu ch e g e w e rte t w erd en ; es is t ü b e rh a u p t eine offen e F ra g e , in w ie w e it sich diese V erfa h re n in Z u k u n ft fü r die M eta llo grap h ie n och als a u sb a u fä h ig erw eisen w erden .
D en ersten A n h a lt fü r d as A u ftr e te n ,,asymme
trischer Fließvorgänge“ g a b die B e o b a c h tu n g v o n G efü g ev erän d e ru n g e n im In n ern vo n E in z e lk ry - sta lle n , die d u rch v o rau sg eg an gen e ü b erelastisch e B e a n sp ru ch u n g h erv o rg eru fen u n d im Ä tz b ild fe s t
ge h a lte n w erd en kon n ten . D ieses „a s y m m e tris c h e F lie ß e n “ k o n n te ab er b is v o r k u rzem n u r q u a li
t a t i v v e rfo lg t w erd en , eine q u a n tita tiv e E rfa ssu n g u n d A u s w e rtu n g w a r b isla n g n och n ic h t m ö glich . E rs t n eu erd in gs is t es dem V erfasser gelu n gen, ein V erfa h re n der q u a n tita tiv e n M essung, d as sog.
,,T o p o m e te rv e rfa h re n “ , a u f d as n o c h n äh er e in g e g a n g en w erd en soll, a u szu arb eiten . D ie v o n der V e rla g e ru n g sh y p o th e se g em a ch te A n n a h m e t ie f
greifen d er R a u m g itte rstö ru n g e n b ei der ü b e r
e la stisch en B e a n sp ru c h u n g vo n v e rfe s tig u n g s fä h ig e n K r y s ta lle n h a t d a d u rch seh r an U n te r
gru n d gew o n n en ; die M ö g lic h k e it v o n R a u m g itte r
störu n gen k a n n n ic h t m ehr a ls H y p o th e se g e w e rte t w erd en , sondern b e s itz t so m it den W e rt einer e x p erim en tell erw iesen en T a ts a c h e . D en a sym m etrisch en F lie ß v o rg ä n g e n k o m m t in der Metallkunde eine herrsch en d e R o lle zu, w äh ren d
x) Der Verfasser konnte einen Rückgang der Inten
sität von io auf i feststellen.
rein sy m m etrisc h e G leitu n ge n w oh l n och a ls p ro b le
m a tisc h zu b ezeich n en sein d ü rften .
D ie sp orad isch en V erö ffe n tlich u n g en , die den F o rsch u n g en an E in k ry s ta lle n ge w id m et w aren , ve rm o c h ten n och keinen k laren E in b lic k in die sehr v e rw ic k e lte n V erh ä ltn isse zu geben. E rs t d u rch die sy ste m a tisc h e n U n tersu ch u n g en der in neren und ä u ß eren F ließ ersch ein u n g en , sow ie der p h y s i
k a lisch e n E ig e n sc h a fte n in den versch ied en en A ch sen ric h tu n g en der K r y s ta lle w a r es gelu n gen, dieses Z iel in erster A n n ä h eru n g zu erreichen.
Ü b e r d as E rg eb n is der e in sch lägig en A rb e ite n des V erfassers so ll in fo lgen d em k u rz b e ric h te t w erden.
I V . N eu e Ergebnisse u n d Ziele.
In nere und äußere Fließerscheinungen.
D a s S tu d iu m der inneren V o rg ä n g e b eim F lie ßen der M e ta lle w ar, w ie b ereits erw äh n t, w en ig erfolgreich , d a als V ersu ch sm a teria l fa s t a u sn ah m s
los n u r V ie lk ry s ta llp ro b e n d ien ten . V ersu ch e dieser A r t w u rd en v o n v ie len F o rsch ern , u. a. v o n He y n, d u rch g efü h rt; sie fü h rten a lle n th a lb e n zu F e s t
stellu n gen , die in gro b er G e se tz m ä ß ig k e it zu r G eo m etrie des F ließ e n s in B e zie h u n g stan d en .
E s w a r n u n v o n vo rn h erein w ah rsch ein lich , d a ß h om ogen e E in k r y s ta lle fü r diese V ersu ch e ein w esen tlich geeigneteres A u sg a n g sm a te rla l sein d ü rfte n a ls V ie lk ry s ta lla g g r e g a te . D e r S c h ritt w ar also d u rch a u s n ah eliegen d , E in k ry s ta lle a u f ih r V e rh a lte n h in zu p rü fen.
M eth o d isch k a n n w ie fo lg t ve rfa h ren w erd en : W erd en E in k r y s ta lle m it en tsprech en d en A g e n zien a n g eä tzt, so k a n n m an b eo b a ch ten , d a ß in den versch ied en en K r y s ta llr ic h tu n g e n der A n g riff ein versch ied en er is t u n d a u f diese W eise b e stim m te R e fle x io n sw irk u n g en zu sta n d e kom m en , die m it dem inneren K r y s ta lla u fb a u in engem Z u sa m m e n h a n g stehen.
In F ig . 3 is t ein vo n zw ei kleineren N a ch b a r- k r y sta lle n um g eb en er A lu m in iu m k ry sta ll im L ä n g s s c h n itt v e ra n sc h a u lic h t; fü r d ie V o rä tz u n g d ien te F lu ß sä u re , fü r die N a c h ä tz u n g S alzsä u re. D er m ittle re K r y s t a ll z e ig t ü b er den gan zen L ä n g s s c h n itt ein h e itlic h e h om ogen e R e fle x io n . Je n ach dem B e o b a ch tu n g s- u n d B e leu ch tu n g sw in k e l kan n die R e fle x io n s in te n s itä t a b g esch w ä ch t od er v e r s tä r k t w erden .
W ird nun ein solch er A lu m in iu m k ry sta ll einer B e a n sp ru c h u n g u n terzo gen , so ka n n m an leich t S tö ru n g en im B e reic h e der a n fä n g lic h h om ogen reflek tieren d en F eld e r n ach w eisen . E in z y lin d risch er A lu m in iu m ein k ry sta ll, der einem T o r sio n sversu ch u n terw o rfen und d a ra u f im L ä n g s s c h n itt n ach an sch ließ en d er Ä tz u n g u n tersu ch t w ird , z e ig t b eisp ielsw eise das in F ig . 4 w ied e rg e gebene R e fle x io n sb ild . D a s u rsp rü n glich hom ogen re flek tieren d e F eld is t m a n n ig fa ltig gestö rt. M an k a n n aus der sy m m etrisc h en K o n fig u ra tio n der B ild e r so gar d ie Z a h l der T o rsio n en h erau slesen ; in der F ig u r 4 en tsprech en je zw ei E in ze lfe ld er je einer T orsion .
E s is t ohne w eiteres k la r, d a ß diese R e fle x io n s-
