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NATURWISSENSCHAFTEN?11“^
HERAUSGEGEBEN VON
A R N O L D B E R L I N E R
ORGAN D ER GESELLSCHAFT DEUTSCHER NATURFORSCHER UND ÄRZTE
UND
ORGAN D ER KAISER W ILHELM -GESELLSCHAFT ZUR FÖRDERUNG D ER WISSENSCHAFTEN 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 9
D R EIZEH N TER JAHRGANG H EFT 1 (S E IT E 1 - 1 6 ) 2. JA N U A R 1925
I N H A L T : Über einige Fragen der K altreckung und V erfesti
gung bei Metallen. Von G . Ma s i n g, Berlin. (Mit 2 Figuren) ... 1 Chironomiden und Seetypenlehre. Von Fr. Le n z, Plön ( H o l s t e i n ) ...5 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:
An den Herausgeber der Times, London. Von H. Fr e u n d l i c h...10 Über die Intensität der Röntgenspektrallinien.
Von D. Co s t e r und S. Go u d s m i t, Haarlem . 11 Die Wasseroberfläche als Gleitbahn. Von
O. Ba s c h i n, B e r l i n ... 12 Be s p r e c h u n g e n :
St r a n e o, Pa o l o, Teoria della R elativitä, saggio di una esposizione secondo il senso fisico. Von E. v. d. Pahlen, B e r lin - P o t s d a m ... 13 Lo d g e, Si r Ol i v e r, Atom s and rays. An intro- duction to modern views on atom ic structure and radiation. Von H. A. Kram ers, Kopenhagen 13
14
15 Ne u b u r g e r, M. C ., K rystallbau und Röntgen
strahlen. M it besonderer Berücksichtigung der experimentellen Ergebnisse der K rystallstruk- turforschung. Von E. Schiebold, Berlin . . . Cz o c h r a l s k i, J., Moderne M etallkunde in Theorie
und Praxis. Von G. Masing, Berlin . . . . Sc h n e i d e r, Ha n s, Die botanische Mikrotechnik.
Ein H andbuch der mikroskopischen A rbeits
verfahren. Zweite Auflage des gleichnamigen W erkes von A. Zimmermann. Von Fritz v.W ett- stein, B e rlin -D a h le m ... 15 Po t o n iIj, H., T a s c h e n a t la s z u r F lo r a v o n N o r d -
u n d M itte ld e u t s c h la n d . Ü b e r a r b e it e t v o n R. P o - to n ie . 7. A u f la g e . V o n P . S t a r k , F r e ib u r g i.B r . 16 Bo a s, F ., u n d F . Me r k e n s c h l a g e r, D ie L u p in e
a ls O b je k t d e r P fla n z e n fo r s c h u n g . V o n M . v . W rangell, Hohenheim ... 16 Sc h ö n i c h e n,W ., Mikroskopische Untersuchungen
zur Biologie der Samen und Früchte. Von P . Stark, Freiburg i. B r. ...16
= 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 9
| Lehrbuch der Physik j
in e l e m e n t a r e r D a r s t e l l u n g ^
Arnold Berliner
S o e b e n e r s c h i e n d i e d r i t t e A u f l a g e ü s 655 Seiten mit 734 Abbildungen / Format 17 X 25,5 cm
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mentar in der Form des Vortrages, der die einzelnen Dinge so deutlich wie H i möglich beschreibt und dem Leser die eigene Arbeit möglichst erleichtert. ü ü Es setzt an mathematischen Kenntnissen nur das Gymnasialpensum voraus, ist
auch elementar durch die übersichtliche Gliederung des Stoffes.
51
Der Tostvertrieb der „N aturw issenschaften“ erfolgt von Leipzig aus !
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 1.________ a. Jan u ar 1925
D I E N A T U R W I S S E N S C H A F T E N
erscheinen in wöchentlichen Heften und können im In- und Auslande durch jede Sortim entsbuchhandlung, jede Postanstalt oder den Unterzeichneten V erlag be
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wesens in Deutschland, die Gesetze und Verordnungen, soweit sie Funkfreunde betreffen, mit besonderer Berücksichtigung des besetzten Gebietes, sowie die Leitsätze des V D E usw. In einem technischen Teil werden die notwendigen Geräte, Schaltungen, Selbstbau und praktische Winke ausgeführt. Ein dritterTeil enthält einen Schreibkalender mit reichlichem Raum für Eintragungen von Notizen, Beobachtungen, Schaltungen usw.
DIE NATURWISSENSCHAFTEN
D reizehnter Ja h rga n g 2. Januar 1925 H eft 1
Über einige Fragen der K altreckung und V erfestigung bei M etallen.
V o n G . Ma s i n g, B erlin . 1. E inleitung.
In einem v o r drei Jah ren in dieser Z e itsc h rift v e r ö ffe n tlic h te n A u fs a tz h a t der V erfa sser d as P r o blem der K a ltr e c k u n g und V e rfe stig u n g der M etalle a ls d as zen tra le P ro b lem der h eu tig en M eta llk u n d e b ezeich n et. In zw isch e n rü c k te es m ehr und m ehr in den M itte lp u n k t des In teresses u n d h a t in der le tz te n Z e it eine w esen tlich e K lä ru n g er
fah ren , besonders, seitd em in den le tz te n Jah ren a u c h die e x a k te W isse n sc h a ft sich im m er m ehr an sein er B e a rb e itu n g b e te ilig te. In der le tz te n T a g u n g der G ese llsch aft fü r M e ta llk u n d e (in F ra n k fu r t a. M. am 21. b is 23. J u n i 1924) is t diese fo r t
sch reiten d e K lä ru n g beson ders d e u tlic h z u ta g e ge tre te n . K a ltr e c k u n g und V e rfe s tig u n g b ed eu ten h e u te n ic h t m eh r ein B ü n d e l v o n W id ersp rü ch en u n d u n gelö sten P ro b lem en , sondern ein in d er E n t w ick e lu n g b egriffen es L eh rgeb äu d e. E s lo h n t sich d esh alb , ü b er d as bish er E rre ic h te an H and ein iger beson ders w ich tige n und h eiß u m stritten e n F ra g e n einen k u rzen Ü b e rb lic k zu g e b en 1).
2. E rhaltung des Raumgitters bei der K altreckun g.
D ie w ic h tig ste p rin zip ielle F ra g e der K a l t re c k u n g is t die der E rh a ltu n g des R a u m g itte rs.
D ie regu lin isch en M etalle sind b e k a n n tlic h k ry - stallin isch . W ie sind die seh r erh eb lich en F o rm än d eru n gen bei d er R e c k u n g (D rah tzieh en , W a l
zen usw.) eines d era rtigen k ry sta llin isc h e n A g g r e g a tes m öglich ? E n tw e d e r w ird die k ry sta llin isc h e S tru k tu r d u rch d as F ließ e n des M etalles in V e r w irru n g g e b ra ch t, od er a b er die K r y s ta llite b e sitzen Vorrichtungen, m it deren H ilfe sie ih r R a u m g itte r w äh ren d d er R e c k u n g erh alten . E in e solche V o rric h tu n g is t die k ry sta llin is c h e G leitu n g . D ie K r y s ta lle b esitzen die F ä h ig k e it, sich lä n g s b e stim m ter k ry sta llo g ra p h is c h e r Gleitebenen in b e stim m ten R ic h tu n g e n ohne L ö su n g des Z u sa m m en h an ges u m end lich e S tre ck e n zu versch ieb en . N a ch d em Ew i n g und Ro s e n h a i n diese vo n Re u s c h und Mü g g e e n td e c k te E rsch ein u n g b ei der R e c k u n g d er M eta lle n ach gew iesen h a tte n , h a t Ta m m a n n sie als G ru n d la ge d er gesam ten K a l t re ck u n g a u fg e fa ß t. D a n a c h b e ste h t zw isch en dem I" ließen eines am orp h en und eines k ry sta llin isch e n K ö rp e rs ein p rin zip ieller U n tersch ied . D ie B a h n en d er M olekü le des am orphen sind kru m m lin ig , die
’ ) Die hier dargelegte Auffassung ist im wesent
lichen bereits in der Arbeit von Ma s i n g und Po l a n y i,
K altreckung und Verfestigung, Ergebnisse der exakten Naturwissenschaften 1923, 2, 177, niedergelegt. Dort findet man ausführliche Literaturangaben. Die auf der Frankfurter Tagung der Gesellschaft für M etall
kunde vorgetragenen Arbeiten siehe Zeitschr. f. M etall
kunde.
Nw. 1925.
des k ry sta llin isch e n sind gebroch en e L in ien , die aus ann äh ernd gerad lin igen S tre ck e n der einzelnen G leitvo rg ä n g e besteh en . D ie gan ze a m orp h e M asse flie ß t gleich m äß ig. Im K r y s t a ll vo llzieh en sich die V ersch ieb u n g en n u r län g s ein zeln er G le it
fläch en , w äh ren d die d azw isch en liegen d e M asse sich ohne innere F o rm ä n d eru n g als G an zes b ew egt.
D iese Gleitungstheorie d er K a ltr e c k u n g fu ß te in erster L in ie au f der E rk en n tn is, d a ß die p h y s i
k a lisch en und chem ischen E ig e n sc h a ften der M e
ta lle bei der K a ltr e c k u n g b ein ah u n ve rä n d ert bleiben .
E s is t n ach w ie v o r derselbe S to ff, m it bein ah e derselben F a r b e 1), D ic h te , elektrisch en L e itfä h ig k eit, bein ah e dem selben E n erg ieg eh alt, e le k tro chem isch em P o te n tia l usw ., w ie v o r dem K a lt recken . D ie A n n ah m e einer w eitgeh en d en s to ff
lich en Ä n d eru n g , die eine dem am orp h en Z u sta n d sich n äh ern d e V erw irru n g des R a u m g itte rs b e d eu ten w ü rd e, erschien d esh alb ä u ß e rst u n w a h r
scheinlich . M an b ra u ch te also n u r d ie E x iste n z eines M ech anism u s — der G le itu n g — n a c h zu w eisen, der bei d er K a ltr e c k u n g d as R a u m g itte r erh alten kan n , und hierb ei ta ts ä c h lic h in T ä tig k e it tr itt, um in diesem die T rä g e rin d er K a ltr e c k u n g zu erb licken. D a die K a ltr e c k u n g a u ch ohne S t ö ru n g des R a u m g itte rs m ö glich w ar, w a r so fo rt zu folgern, d a ß sie a u ch ta ts ä c h lic h in dieser W eise erfolgen m u ß te.
Im G eg en satz h ierzu b e ru h t die V e rla g eru n g s
th eorie vo n Cz o c h r a l s k i in erster L in ie o ffen b ar a u f tech n o lo gisch en G esich tsp u n k ten , w en n Cz o c h r a l s k i ih r au ch eine h ie rv o n u n ab h än g ig e B e grü n d u n g zu geben v e rs u c h t h a t. W ä h ren d die ch em isch en und p h y sik a lisch en E ig e n sch a ften der M etalle sich bei der K a ltr e c k u n g n u r w en ig ändern, sind die Ä n d eru n g en d er tech n o lo gisch en E ig e n sch a ften (E la stizitä tsg ren ze , tech n isch e Z e rreiß fe stig k eit, H ä rte , D e h n b a rk e it), m it einem W o rt, die Verfestigung, sehr erh eb lich u n d b e d eu tu n g s
v o ll. In den A u g e n des T ech n o lo gen is t ein k a lt
g e re ck te s M e ta ll ein ga n z anderes M aterial als das un gereckte, w äh ren d der C h em ik er od er P h y s ik e r in beid en denselben S to ff sieh t. E in e a u f tech n o logisch en G esich tsp u n k ten fu ß en d e T h eorie der K a ltr e c k u n g m u ß te d esh alb die Veränderung des M etalles b ei d er p lastisch en D e fo rm a tio n beton en . D e sh a lb h ab en die p h y sik a lisch en und chem ischen Ü b erleg u n g en vo n Ta m m a n n fü r Cz o c h r a l s k i
keine Ü b e rze u g u n g sk ra ft. F ü r ihn is t die A n n ah m e einer sto fflich en V erä n d e ru n g des M etalles bei der
x) Bei Gold-Silber-Kupferlegierungen hat Ta m m a n n
gewisse kleinere Änderungen der Farbe beim K a lt
recken nachgewiesen. Zeitschr. f. anorg. u. allg. Chemie 107, S. 1.
2 Ma s i n g: Ü ber einige Fragen der K altreckung und Verfestigung bei M e ta lle n . Die N a tu r w is se n sc h a fte n
K a ltr e c k u n g d as N ah eliegen d e. D em en tsp rech en d sc h reib t er d er G le itu n g n u r d ie R o lle ein er b e d eu tu n gslo sen N eb en ersch ein u n g zu . D a s F lie ß e n des k ry sta llin isc h e n M etalles e rfo lg t n ach seiner A u ffa s s u n g ä h n lich w ie d as eines am orp h en K ö r pers, w o b ei d as R a u m g itte r seh r w eitg eh en d v e r w irrt verlagert w ird . F ü r die E rk lä r u n g d er te c h n isch en V e rfe s tig u n g in allen ih ren E rsch ein u n g s
form en e rö ffn e t sich h ie rm it eine reich e F ü lle v o n M ö g lich keiten , w äh ren d Ta m m a n n s T h e o rie z u n ä c h st n ic h t die g esam ten V erfe stig u n g se rsc h e i
n u n gen zu fried en stellen d erklären ko n n te.
D a s w isse n sch aftlich e A rg u m e n t v o n Cz o c h r a l s k i fü r die V erla g eru n g sth e o rie b e ste h t in der S tö ru n g der d islo zierten R e fle x io n d u rch die K a l t recku n g . B e i einer O b erflä c h e n ä tzu n g tre te n a u f jed em K r y s t a llit eines n ic h tg e re c k te n M etalles Ä tz fig u re n in e in h eitlich er O rie n tieru n g a u f, die d a zu führen , d a ß in b e stim m te n R ic h tu n g e n R e fle k - tio n sm a xim a a u ftrete n . S o h a t Cz o c h r a l s k i g e fu n d en , d a ß beim Ä tz e n des A lu m in iu m s m it F lu ß sä u re sich W ü rfelch en au sb ild en . D e m e n t
sp rech en d h a t m an an ein er zu r W ü rfe lflä c h e sch räg liegen d en E b e n e im a llg em ein en F a lle 3 R e fle x io n s- m a xim a, und w enn m an ih re R ic h tu n g e n gonio- m etrisch b e stim m t, fin d e t m an , d a ß die 3 re fle k tieren d en E b en en u n terein an d e r W in k e l v o n 9 0 0 bild en. D iese d islo zierte R e fle x io n lä ß t beim K a l t recken n ach u n d v e rlie rt sich z u le tz t ga n z. D a s M etall r e fle k tie rt d a n n d iffu s. N eu erd in gs h a t Cz o c h r a l s k i die B e o b a c h tu n g d er d islo zierten R e fle x io n d u rch M essu ng d er R e fle x io n srich tu n g en v e rfe in e rt und g ezeig t, d a ß b e i d er K a ltr e c k u n g dös A lu m in iu m s die W in k e l zw isch e n den R e fle x io n s- m a x im a sich zu n ä c h st b is u m 3 0 0 versch ieb en . D iese S tö ru n g d er Ä tz b a r k e it fü h r t Cz o c h r a l s k i
a u f S tö ru n g en des R a u m g itte rs zu rü ck . D ie S tö ru n gen der d islo zierten R e fle x io n sind jed o ch w oh l au ch ohne diese A n n a h m e le ic h t e rk lä rb a r.
E in e d e fin itiv e E n ts c h e id u n g d er F ra g e der R a u m g itte rstö ru n g b ra c h te d as R ö n tg e n e x p e ri
m e n t im Z u sam m en h an g m it neuen A rb e ite n ü b er G leitu n g (siehe folgen d en A b sc h n itt). N a c h der DEBYE-ScHERRER-M ethode w u rd e in k a ltg e re c k te n M etallen dasselbe R a u m g itte r w ie in den un ge- re ck te n ohne jed e n ach w eisb are Ä n d e ru n g fe s t
ge stellt. D a m it w ar der V erlag eru n g sth e o rie in ih rer u rsprü n glich en F o rm d er B o d en entzogen . W o llte m an allerd in gs eine V e rla g e ru n g d en noch ann eh m en , so k o n n te m an n a tü rlich n ach G esich tsp u n k ten suchen, die die Ü b e rze u g u n g s
k r a ft der S tru k tu ru n te rsu ch u n g d u rch den R ö n tg e n ve rsu c h als gerin g erscheinen ließen. D a s h a t Cz o c h r a l s k i getan , in d em er z. B . d a ra u f hinw ies, d a ß der D e b y e-S c h erre r-V e rsu c h n u r den gerin gen n ic h t v e rla g e rt geb lieb en en T e il der M etallm asse a n zeig t, n ic h t a b er den ve rla g e rte n grö ß ten T eil.
D iese Ü b e rle g u n g is t p h y sik a lisc h re c h t u n w a h r
sch einlich . A u c h die u m fan greich en V ersu ch e v o n Cz o c h r a l s k i, m it H ilfe der LAU E-M ethode die V e r w irru n g des R a u m g itte rs n ach zu w eisen , sind n ich t ü b erzeu gen d . Cz o c h r a l s k i h a t die Ä n d eru n g en
des L A U E -B ildes v e rfo lg t, die es b e i d er fo rts c h re ite n den K a ltr e c k u n g v o n M e ta llk ry s ta lle n erleid et.
H ie rb e i e n tw ic k e lt sich n ach u n d n ach der b e k a n n te A ste rism u s, d. h. an S telle d er ein zeln en P u n k te des u rsp rü n glich en LA U E -B ildes ein e c h a ra k te ristisch e S tern fig u r. M an w eiß jed o c h schon lan g e, d a ß diese S te rn fig u r d u rch eine gew isse L a g e n m a n n ig fa ltig k e it (b e vo rzu g te O rientieru n g) d er u n g estö rten R a u m g itte re le m e n te e rk lä rt w erd en k a n n . A u c h h a t Gr o s s die a llm ä h lich e E n t w ic k e lu n g d er a ste ristisc h en F ig u r stu fen w eise v e r fo lg t u n d d u rch R e c h n u n g g e ze ig t, d a ß sie d u rch D reh u n g en o d er B ie g u n g e n eines n orm alen R a u m g itte rs e rk lä rt w erd en k an n . D ie rö n tg e n o m etrisch en V ersu c h e v o n Cz o c h r a l s k i brin gen also kein e A rg u m e n te fü r die V e rla g e ru n g des R a u m g itte rs u n d fü r eine sk e p tisch e B e tr a c h tu n g der D eb ye-S ch errer-M eth o d e. G leich w o h l w ü rd e m an den R ö n tg e n v e rs u c h v ie lle ic h t n ic h t als ga n z ü b erzeu g en d b e tr a c h te t h ab en , w en n es n ic h t in zw isch en a u f g a n z u n ab h än g ig em W e g e d u rch U n tersu ch u n g d er G le itu n g en tsch eid en d b e s tä tig t w ord en w äre.
3. D ie Gleitung als Trägerin der plastischen D eform ation.
S o lan ge die G leitu n gsth e o rie der K a ltr e c k u n g sich n u r a u f den q u a lita tiv e n N a ch w eis der G lei
tu n g stü tze n k o n n te, w a r sie den v o n C z o c h r a l s k i erhobenen E in w ä n d en a u sg e se tzt. Z u ein er a u s
reich en d en e xp erim en tellen B e g rü n d u n g m u ß te die G le itu n g im Z u sa m m en h an g m it d er K a ltr e c k u n g q u a n tita tiv v e rfo lg t w erd en . D iese U n tersu ch u n g is t in zw isch en an V ersu ch sstü ck en , d ie a u s einem K r y s t a ll b esteh en , in erster L in ie v o n P o l a n y i und seinen M itarb eite rn u n d v o n T a y l o r an d E la m , a u sg e fü h rt w orden. P o l a n y i h a t den V o rg a n g d er p lastisch en Z u g d e fo rm atio n an D rä h te n au s Z in k , C ad m iu m , W is m u t u n d Z in n e in k ry sta lle n s tu d iert. A lle diese M eta lle h a b en d as G em einsam e, d a ß sie nicht im reg u lären S y s te m k ry sta llisie re n . A u s diesem G ru n d e w eisen sie (bis a u f d as Zinn) eine b e v o rz u g te k ry sta llo g ra p h isc h e G leiteb en e a u f, w äh ren d die reg u lären M e ta lle im m er m eh rere g le ich w ertig e G leiteb en en lag en b esitzen . E s k o n n te d esh alb e rw a rte t w erd en , d a ß der V o rg a n g der p lastisch en D e h n u n g b ei den regu lären K r y s ta lle n k o m p lizie rte r u n d u n ü b e rsich tlich e r sein w ü rd e, und die M eta lle m it ein er b e v o rz u g te n G leiteb en e b o ten ein beson ders gü n stig es U n tersu ch u n g s
o b je k t. D ie ein k ry sta llen en M eta lle erleid en bei der p lastisch en D e h n u n g seh r m erkw ü rd ig e F o rm änd eru ngen , es en tsteh en z. B . a u s ru nd en D rä h te n a b g e fla c h te B ä n d e r usw . P o l a n y i k o n n te d u rch rö n tg en o m etrisch e u n d k ry sta llo g ra p h is c h e O rien tieru n gsm essu n g d er D r ä h te n a ch versch ied en en D eh n u n gsgrad en n ach w eisen , d a ß die gesam ten b e o b a c h te te n F o rm ä n d eru n g en a u f die G le itu n g längs einer G leiteb en e und in einer k ry sta llo g ra - p hischen R ic h tu n g , die sich in b e zu g zu r D r a h t
ach se w äh ren d der D e h n u n g d reh ten , z u rü c k
H eft i .
2. i . 1925 Ma s i n g: Über einige Fragen der K altreckung und Verfestigung bei Metallen.
g e fü h rt w erd en k ö n n e n 1). H ierb ei t r it t eine D reh u n g der G leiteb en e zu r D ra h ta c h se als F o lge d a v o n a u f, d a ß die R ic h tu n g der G le itu n g m it der D ra h ta c h se n ic h t ü b erein stim m t. D a s is t durch F ig . 1 v e rd e u tlic h t. D a die A ch se sich a u to m a tisc h in die R ic h tu n g d er äu ß eren K r a f t ein stellt, w ird au ch der W in k e l zw isch en den G leiteb en en u n d der K r a ftr ic h tu n g gerin ger.
O b g leic h an d er allg em ein en u n d p rin zip iellen B e d e u tu n g d er R e s u lta te vo n Po l a n y i n ic h t zu zw eifeln w ar, b esta n d d och in sofern ein e L ü c k e , als die p lastisch e D e h n u n g eines reg u lären M etalles noch n ic h t u n te rsu c h t w ord en w ar. D iese L ü c k e w u rd e b ein ah e g le ich zeitig d u rch eine A r b e it vo n
a v l o r und El a m ü b er d ie p lastisch e D e h n u n g des A lu m in iu m s a u sg e fü llt. Ta y l o r u n d El a m stellten einen q u a d ra tisch en Z e rre iß sta b a u s rein em A lu m in ium d a r u n d u n tersu ch ten seine F o rm ä n d eru n g w äh ren d d er p lastisch en D eh n u n g. H ie rb e i d eh n t sich d er S ta b n ic h t n u r, sondern sein Q u ersch n itt v e rä n d e rt seine F o rm (er w ird rh om bisch) und die in k el d er a u f den S e ite n flä ch e n m a rk ie rte n geraden z u r S ta b a c h se änd ern sich g leich falls, -ediglich aus diesen M essu ngen k o n n te geom e- n sc h b e rec h n et w erden , d a ß die b e o b a c h te te o rm än d eru n g z u sta n d e k o m m t, w en n die G le itu n g
<i-ngs ein er u n d in den fo rtg e sc h ritten e n S ta d ien ( ^ . nun£ längs zw ei G leiteb en en in den k ry sta llo -
? ° hen R ich tu n g en erfo lgt. G le ic h ze itig fin d et, a n ic w ie v o n Po l a n y i n ach gew iesen , eine D reh u n g d er G leiteb en e s ta tt.
F ü r den E le m e n ta rfa ll der a x ia len B ean sp ru -
° u n g eines freien K r y s ta lle s w a r h ie rm it nach - r » ^ erk0^ von c*er Einschnürung beim Beginn ei^ abgesehen worden. Einige Metalle zeigen y je. ,. uchdehnung, wobei sich eine andere Gleitebene betätigt als bei der Hauptdehnung.
gew iesen, d a ß d ie gesam te F o rm ä n d eru n g restlo s n ach den G esetzen d er k ry sta llo g ra p h isc h e n G le i
tu n g erfo lg t. F ü r die A n n ah m e u n geo rd n eter F ließ b ew eg u n g en im M e ta ll b lieb h ierb ei keine M ö g lich k eit ü b rig, tro tzd em d as M a te ria l b ei der D e h n u n g eine erh eb lich e V e rfe s tig u n g erfuhr.
Jed o ch k o n n te dieses R e s u lta t n ic h t u n v e rä n d e rt a u f die p o ly k ry s ta llin e n M etalle ü b e rtra ge n w erden , w eil b ei diesen d ie ein zeln en K r y s ta lle d u rch ihre N a ch b a rn in ih rer L a g e u n d F o rm z w a n g slä u fig m itb e stim m t sind u n d d ie G le itu n g sich h ierb ei n ic h t so frei w ie b ei einem ein zeln en K r y s t a ll a u s
w irk en k a n n . In den F ä lle n der tech n o lo gisch en K a ltr e c k u n g (z. B . W alzen ) is t a u ch die äu ß ere G e s ta lt des G esa m tstü c k es d u rch die F o rm g eb u n g vo rgesch rieb en , so d a ß die D e h n u n g au ch b ei einem ein zeln en K r y s t a ll sich n ic h t frei en tw ic k eln kan n . H ie ra u f k om m en w ir in ein em and eren Z u sam m en h a n g im n äch sten A b s c h n itt zu rü ck.
E s lä ß t sich jed o ch a u ch fü r alle diese F ä lle gan z a llgem ein zeigen, d a ß die k ry sta llo g ra p h isch e G le itu n g d er H a u p tm ech an ism u s ist, d er das F ließ e n der K r y s ta lle b ei d er p lastisch en D e fo r
m a tio n b e w irk t. W ir h a b en o ben b ereits erw äh n t, d a ß d ie s ta r k k a ltg e re c k te n M eta lle c h a ra k te ristisch e R ö n tg e n b ild e r geben, die d a ra u f sch ließ en lassen, d a ß die K r y s t a llit e od er ric h tig e r R a u m gitterele m en te in ih n en eine od er m eh rere a u s
gesproch en b e v o rz u g te O rien tieru n gen zeigen.
Z u m B e isp iel sind b ei einem M e ta ll m it flä ch en zen triertem regu lärem G itte r (K u p fe r, A lu m in iu m ) in einem h a rtg ezo g en en D r a h t d ie m eisten K r y s ta llite so a n g eo rd n et, d a ß ihre trig o n a le O k ta e d e r
ach se in d er R ic h tu n g der D ra h ta ch se lie g t. B e i einer zw e ite n klein eren G ru p p e h a t eine W ü rfe l
k a n te diese L a g e , w äh ren d and ere O rien tieru n gen um so w en iger V o r k o m m e n , je m eh r sie v o n den b eid en b esch rieb en en ab w eich en . E s g e lin g t nun n ach zu w eisen , d a ß diese b e v o rz u g te n O rie n tie ru ngen , m it sinn gem äß en Ä n d eru n g en , m it denen ü b erein stim m en , die sich erw arten lassen, w enn m an a n n im m t, d a ß jed e r ein zeln e K r y s t a llit des p o ly k ry s ta llin e n M etalles die G leitu n gen in ä h n lich er W eise, m it d erselben B e g leite rsch e in u n g der D reh u n g a u sfü h rt, als w en n er allein b e a n sp ru ch t w ü rd e. D a s h e iß t aber, d a ß die inneren F ließ v o r- g än ge in b eid en F ä lle n in d er H a u p tsa c h e ü b er
ein stim m en d sind, d a ß die M eta lle ga n z allgem ein u n d bis zu den s tä rk ste n K a ltre c k u n g sg ra d e n n u r m it H ilfe d er G le itu n g flie ß e n 1).
D a n n b e ste h t ab er auch keine V era n la ssu n g , an den E rg eb n issen d er rö n tgen o m etrisch en G itte r-
*) Außer den Verschiebungen längs der Gleitflächen treten in den Metallen zweifellos auch andere „ban ale“
Verschiebungen ( Cz o c h r a l s k i) auf, die durch die Richtung der äußeren K räfte bestimmt sind. Sie rufen verm utlich eine starke Lockerung des Zusammen
hanges hervor, die vom R iß nicht weit entfernt ist.
Ihre untergeordnete Bedeutung ergibt sich aus. den obigen Erörterungen, so daß man Cz o c h r a l s k i nicht zustimmen kann, der in ihnen die Haupterscheinung sieht.
/B
a b
Fig. 1. a) Vor der Gleitung, b) Nach der Gleitung.
A B Gleitrichtung, C D R ichtung der Drahtachse, W inkel zwischen beiden.
4 Ma s i n g: Über einige Fragen der K altreckung und Verfestigung bei Metallen. f D ie N a tu r- [w issenschaften
U n tersu ch u n g zu zw eifeln . A u s der T a tsa c h e , d aß d as F lie ß e n d u rch g e setzm äß ig es G leiten erfo lg t, e rg ib t sich b ereits, d a ß d as R a u m g itte r in ta k t ist, d en n n u r ein in ta k te s R a u m g itte r k a n n n ach u n v e rä n d erten k ry sta llo g ra p h isc h e n G esetzen gleiten . D a sselb e s a g t a b er au ch die R ö n tg en m e th o d e au s;
b eid e b e stä tig e n sich a u f das beste, und a u f ih rer G ru n d la g e e n ts te h t die n u n m eh r geschlossene G leitu n g sth e o rie d er K a ltre c k u n g .
W ir h ab en a n g ed e u tet, w ie diese T h eorie die G eo m e trie des F lie ß v o rg a n g e s erk lä rt. W ir h ab en uns jed o ch n och g a r n ic h t m it der w ich tig e n F ra g e d er m ech anisch en V e rfe s tig u n g b e fa ß t. E r s t w en n g e ze ig t w ord en ist, d aß die G leitu n g sth e o rie au ch diese zu erk lären v e rm a g , is t eine k la re A u se in a n d e rse tzu n g m it der V erlag eru n gsth e o rie m öglich . W ir w erd en sehen, d a ß die G leitu n g sth e o rie h ierzu einer w ich tig en E rg ä n z u n g b ed arf.
4. D ie Verfestigung.
W ir u n tersch eid en 2 A rte n der V e rfe s tig u n g : D ie R e iß ve rfe stig u n g und die p la stisch e V er-
r
Fig.
festig u n g . D ie erstere is t w en ig g e k lä rt; w ir lassen sie h ier gan z a u ß e r B e tra c h t. D ie zw eite b e ste h t im w esen tlich en darin , d aß die p lastisch en D e fo r
m a tio n en n ach erfo lg ter K a ltr e c k u n g in d er R egel ein e höhere K r a f t als vo rh er erfordern. D ie p lastisch e D e fo rm a tio n w ird erschw ert.
W e n n diese a b er d u rch G leitu n g erfolgt, so is t d ie p lastisch e V e rfe s tig u n g m it einer E rsch w eru n g d er G le itu n g 1) g leich b ed eu ten d . Ü b e r diese h a t die u rsp rü n glich e G leitu n gsth eo rie n ich ts au sgesagt, hierin b e ste h t die w esen tlich e E rg än zu n g , deren sie
b e d arf.
D ie E rsch w e ru n g der G le itu n g k o m m t w äh ren d d er fo rtsch reiten d e n K a ltr e c k u n g a u f 3 W egen zu sta n d e.
E rste n s e rfo lg t die G le itu n g ü b e rh a u p t n ich t id e al lä n g s ebener, sondern län g s sch w ac h gew ellter F lä c h e n (B ie g e gleitu n g n ach M ü g g e ) . B eson d ers s ta r k m üssen diese B iegu n gen sein, w enn die G lei
tu n g sich einer ä u ß e rlich w eitg eh en d vo rgegeb en en F o rm des K r y s ta llite n a n zu p assen h a t, w ie das in allen p o ly k ry s ta llin e n G eb ild en der F a ll ist.
In diesem F a lle is t die G le itu n g v o n seh r erh eb lich en ela stisch en K rü m m u n gen , V erzerru n gen o d er K n ü llu n g en , w ie P o l a n y i diesen V o rg a n g
i) Lu d W IK hat sie als Blockierung der Gleitebenen bezeichnet.
b e ze ich n et h a t, b e g le ite t. D u rc h diese elastisch en K n ü llu n g e n w erd en enorm e ela stisch e K r ä ft e e n t
w ic k e lt, die sich au s rein g eo m etrisch en G rü n d en n ic h t a u sw irk e n kö n n en , so lan ge der K ö rp e r
zu sam m en h an g g e w a h rt b le ib t. O ffe n b a r k a n n eine G le itu n g län g s g e k rü m m te r G le itflä c h e n n u r v ie l sch w erer erfolgen als län gs ebener, insbesondere, w en n die gleiten d en T eile im Z u sta n d ein er ä u ß e rst s ta rk en V ersp a n n u n g sind. D ie geo m etrisc h n o t
w en d ige m it dem G ra d e der K a ltr e c k u n g fo r t sch reiten d e elastisch e K n ü llu n g d er K r y s ta llite is t also eine Q uelle der V erfe stig u n g .
Z w eiten s stören sich zw e i G leiteb en en gegen seitig , w en n sie sich g le ic h z e itig b e tä tig e n , w ie d as Ta y l o r u n d El a m b eim A lu m in iu m n a c h gew iesen h ab en , u n d w ie d as v e rm u tlic h b e i s t ä r keren R e c k u n g sg ra d en allg em ein d er F a ll sein m u ß . E in T e il des K r y s ta lle s F ig . 2a sei d u rch 2 G leiteb en en in d er R ic h tu n g des P fe iles in die L a g e 2 b g e b ra c h t w ord en. D ie G leitflä c h en sind
2.
d u rch p u n k tie rte L in ie n a n g ed e u tet. E s is t eine E rfa h ru n g s ta ts a c h e , d a ß die G le itu n g m it V o rlie b e län gs einer b ereits in T ä tig k e it g etreten en G le it
eben e erfo lg t, w äh ren d sich eine n eu e G leitflä ch e n u r sch w er a u sb ild et. W e n n n u n eine andere G leiteb en e, e tw a die in F ig . 2 c d u rch den P fe il geken n zeich n ete, in T ä tig k e it tr itt, w erd en d a d u rch , w ie m an a u f F ig . 2 c sieh t, die a lte n G le it
ebenen gegen ein an d er ve rsch o b en u n d k ön nen n ic h t m ehr ohne E n ts te h u n g n eu er G leitflä ch en in T ä t ig k e it treten . W e n n m an b e rü c k s ic h tig t, d a ß bei einer g leich zeitigen B e tä tig u n g zw eier G le itflä c h e n sy ste m e d e ra rtig e B e h in d eru n g en sich u n u n te r
broch en folgen und ferner, d a ß jed e Biegegleitung eine gew isse ela stisch e S tö ru n g m it sich b rin g t, e rsieh t m an, d a ß eine d e ra rtig e w ech selseitige B e e in flu ssu n g zw eier G leitflä ch en syste m e die G leitu n g n ic h t u n w esen tlich erschw eren kan n .
D ritte n s h a t Po l a n y i gezeig t, d aß , so b ald eine G leitflä ch e in T ä tig k e it tr itt, an dieser a u c h u n a b h än g ig vo n jed er n ach w eisb aren K n ü llu n g eine E rsch w e ru n g der G leitu n g, also eine V erfestig u n g , u n d z w a r schon b ei gan z gerin gen D e h n u n g s
b e träg en a u f tr itt. D ie U rsach e dieser E rsch ein u n g is t n ich t gan z a u fg e k lä rt.
Die Gleitung ist also m it Nebenerscheinungen verknüpft, die sie m it fortschreitender Kaltreckung
Le n z: Chironomiden und Seetypenlehre.
im m er m eh r erschw eren. D a m it is t ab er die V e r festig u n g e rk lä rt, u n d die G leitu n g sth eorie le istet a u ch in d ieser R ic h tu n g d asselbe w ie die V e r lageru n gsth eorie. D a m it g e la n g t m an also zu einer A b leh n u n g d er V erlag eru n g sth eorie in ih rer u rsp rü n g lich en F o rm u lieru n g .
H ie rb e i is t jed o ch zw eierlei zu bem erken . E rste n s s a g t die V erlag eru n g sth e o rie ü b er die N a tu r der G itte rs tö ru n g n ich ts B e stim m te s aus.
W e n n m an eine sta rk e elastisch e B e an sp ru ch u n g eines R a u m g itte rs a u ch als S tö ru n g b ezeich n en w ill, b e ste h t in dieser B e zie h u n g zw isch en der V e r la g eru n gsth eo rie u n d d er G leitu n gsth e o rie kein W id ersp ru ch . A lle rd in g s n im m t die V e rla g e ru n g s
th eorie h e u te seh r erh eb lich e R a u m g itte rstö ru n g e n a n ; diese m ü ß te n a u f d as M aß d er ela stisch m ö g lich en z u rü c k g e fü h rt w erden.
Z w eite n s m u ß d er B e tr a g d er d u rch die K n ü l- lu n g e n tw ic k elte n , m ik ro sk o p isch v e rte ilte n ver
borgenen S p an n u n gen seh r erh eb lich sein. N a ch gew issen S ch ä tzu n g en is t eine w ah rsch ein lich e G rö ß e n o rd n u n g die zeh n fach e b is h u n d e rtfa c h e Z e rr e iß fe stig k e it1). H ierb ei is t zu b e ach te n , d aß d ie B o rn sch en A ttr a k tio n s k rä fte des R a u m g itte rs eine bis um das T au se n d fach e h öh ere L a s t, als die m akro sk o p isch e Z e rreiß fe stig k eit, zu h a lten v e r m ögen, so d a ß m an in m ik ro sko p isch en oder s u b m ikro sko p isch en G eb ieten S p an n u n gen anneh m en kan n , d ie die tech n isch e Z e rre iß fe stig k e it um 1 — 2 Z eh n erp o ten zen ü b ersteig en . D ie verb o rgen en S p an n u n g en b e d eu te n a b er eine A n h ä u fu n g der p o te n tie llen S p an n u n gsen ergie, d ie im th e rm o d y n am isch e n S in ne d er freien E n erg ie des K ö rp e rs h in zu zu zä h len ist. D iese E rh ö h u n g der freien E n erg ie e rg ib t z. B . die an k a ltg e re c k te n M etallen ta ts ä c h lic h b e o b a c h te te V e rsch ie b u n g des e le k tro m o to risch en P o te n tia le s , u n d d a m it eine klein e V erä n d e ru n g d er ch em isch en E ig e n sch a ften . D a s sind a b e r zw eifello s s to fflich e Ä n d eru n g en , w en n a u ch n u r eines seh r gerin gen B etrag es.
M an k a n n also sag en : D ie V erlag eru n g sth e o rie h a t g a n z re ch t, w enn sie bei der K a ltr e c k u n g s to ff
lich e Ä n d e ru n g en d er M etalle a n n im m t. D a die A n h ä u fu n g der S p an n u n gen m it der V e rfe s tig u n g
x) M a s i n g u n d P o l a n y i , 1. c.
H eft i . 1 2. I. 1925 J
H a n d in H a n d geh t, kön nen diese sto fflich e n V e r änd eru ngen als fü r die V e rfe stig u n g u n en tb eh rlich b e ze ich n et w erden. D ie V erlag eru n g sth e o rie h a t jed o ch die fü r die V e rfe stig u n g erford erlich en stofflich en Ä n d eru n g en v ie l zu hoch ein g e sch ä tzt.
In W irk lic h k e it gen ügen h ierzu b e reits die g e ringen elastisch en R a u m g itte rv erän d eru n g e n , die bei der B ie g eg leitu n g a u ftrete n . D a s th e rm o d y n am isch e Ä q u iv a le n t der V e rfe s tig u n g is t m inim al.
5. Zusam m enfassung.
W en n w ir das G esam te ü b erb lick en , sehen w ir, d aß w ir h eu te eine b efried ig en d e th eoretisch e V o r stellu n g des K a ltre c k u n g sv o rg a n g e s geben können, die in sich E lem en te sow ohl der älteren G le itu n g s
th eorie, als au ch der V erlag eru n g sth eo rie e n th ä lt.
D a m it is t n ich t gesagt, d aß die P rob lem e, die m it d er K a ltr e c k u n g Z usam m enhängen, e rled ig t sind.
Im G eg en teil, je t z t, n a ch einer v o rlä u fig g e w on n en en Ü b ersich t, tre ten neue P ro b lem e m it einer D e u tlic h k e it und P rä zisio n auf, die ihre B e a rb e itu n g a u ssic h tsv o ll erscheinen lassen. E in ig e sollen h ier g e n a n n t w erden . D a s R ä tse l der Z e rreiß fe stig k eit in ih rem W id e rsp ru ch zu den B o rn sch en K o h ä sio n s
k rä fte n und in ih rer A b h ä n g ig k e it vo n d er K a l t re c k u n g w ird b e reits b e a rb eitet. D e r V o rg a n g der k ry sta llo g ra p h isc h e n G leitu n g , m it dem w ir die K a ltr e c k u n g e rk lä rt h aben , t r it t uns in seiner v o llen R ä ts e lh a ftig k e it entgegen. W ir h a b en h eu te k a u m die o b erfläch lic h ste V o rstellu n g , w ie dieser V o rg a n g zu sta n d e k o m m t. D ie V erte ilu n g und die B e sc h a ffen h e it der m ikro sko p isch en v e rb o r
genen S p an n u n gen in ihren B ezieh u n g en zu den b ei der K a ltr e c k u n g n ach w eislich a u ftrete n d e n m a krosk op isch en E ig en sp a n n u n g en is t a u fzu k lären . A n das P ro b lem der V e rfe stig u n g fü g t sich d as der E n tfe s tig u n g , sei es d u rch S p an n u n gsau s
gleich , sei es d u rch N e u b ild u n g des G efü g es, und d a m it das der R e k ry s ta llis a tio n . A u f G ru n d der gew on n en en präziseren B ild e r der K a ltr e c k u n g m üssen die F ra g e n d er hierb ei a u ftrete n d e n Ä n d e ru n g der e lek trisch en L e itfä h ig k e it und ihres T em p e ra tu rk o e ffizien ten , der T h e rm o k ra ft und der m agn etisch en E ig e n sch a ften u n tersu ch t w erden.
Chironomiden und Seetypenlehre1).
V o n Fr. Le n z, P lö n (H olstein ).
S eitd em zu erst im J ah re 1909 Th i e n e m a n n zur C h arak te risie ru n g vo n Seen ihre T ie fe n fa u n a h era n gezogen h a t, is t die S eetyp en leh re, eines der w ic h tig sten E rg eb n isse lim n olo g isch er F o rsch u n g , in erh eb lich em M aß e w eiter fo rtg e sch ritten . Th i e n e-
x) Das H eft A u s den Forschungen der Kaiser Wilhelm-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften (1924, H eft 50) konnte aus Mangel an Raum nicht alle dafür bestimmten Aufsätze veröffentlichen, so den A ufsatz von Fr. Lenz wie auch den in H eft 49, 1924 erschienenen A ufsatz von Franz W ever, Zur Ph ysik des technischen Eisens. Die Schriftleitung.
m a n n u n d Na u m a n n g elan gten , v o n versch ied enen G esich tsp u n k ten au sgeh en d , zu übereinstim m end en R e s u lta te n . D a s vo n beid en F o rsch ern gesch affen e S y s te m d er Seen in seinem jetzig e n A u sb a u ist g e k en n zeich n et d u rch die G ru n d b egriffe E utrophie und Oligotrophie, N ä h rsto ffreich tu m und N ä h rs to ff
arm u t. Th i e n e m a n n s te llt den eu tro p h en und o ligo tro p h en Seen, die er als K larw asserseen z u sam m en faß t, einen d ritte n S eety p u s, den dystrophen oder h u m u sh a ltig en , den B rau n w assersee, geg en über, den Na u m a n n seinen o ligo tro p h en G ew ässern u n tero rd n et. W ä h ren d Na u m a n n seine E in te ilu n g
6 Le n z: Chironomiden und Seetypenlehre. I" D ie N a tu r - [ W issenschaften
a u f den G e h a lt des Seew assers an gelösten S to ffen , g e k en n zeich n et d u rch den B e g riff M ilieuspektrum , grü n d et, is t fü r Th i e n e m a n n die B esied lu n g der S eetiefe, in sbesondere d u rch C h iro n o m id en larven , A u s g a n g s p u n k t gew esen. Z w e c k der vo rlieg en d en ku rzen A b h a n d lu n g soll sein, — u n ter Z u g ru n d e leg u n g der neueren V erö ffe n tlich u n g en ü b er den G eg en sta n d sow ie einiger zu m T e il n och n ic h t a b geschlossener U n tersu ch u n g en des V erfassers — d arzu legen , w elch e R o lle n u n m eh r die C h iro n o m iden fü r die F ra g e n der S e e n c h a ra k te ristik und S e en sy ste m a tik spielen und w elch e M ö g lich k eiten und A u fg a b e n sie zu r L ö su n g der P ro b lem e fern e r
hin n och bieten .
E in n atü rlich es S y ste m m u ß als E in te ilu n g s p rin zip alle b e k an n te n F a k to re n b e n u tzen . U n e rläß lich ersch ein t es, d aß die in F ra g e kom m en d en E ig e n sch aften des b etreffen d en O b je k te s h in sic h t
lich ih rer B ezieh u n gen und Z u sam m en h än ge u n te r
ein ander b e k a n n t und im ein zeln a u f ihre B e d e u tu n g fü r die C h arak terisieru n g des G eg en stan d es g e p rü ft sind. D ie M erkm ale, die einen See ken n zeich n en , steh en w o h l alle in irgen deinem Z u sam m en h an g m itein an d er, n ach ihrer B e d e u tu n g fü r d ie C h a ra k terisieru n g des Sees sind sie in des ga n z versch ied en zu w erte n . E s g ib t F a k to ren , die m an als p rim äre b ezeich n en kö n n te, u n d andere, die sich a u f jen en a u f bauen, d u rch sie k a u sa l b e d in g t sind. E tw a s gan z U rsprü n glich es stellen n a tü rlic h au ch die e rst
gen an n ten n ich t d a r; au ch sie sind selb s tv e rs tä n d lich d u rch irgen d einen and eren od er m ehrere andere F a k to re n b e d in g t; sofern diese F a k to r e n ab er m eh r oder w en iger au sserh alb des Seees liegen, d ürfen w ir v o n jen en w o h l als p rim ären F a k to re n sprechen. Sie sind zw eifello s a ls gru n d legen d fü r den C h a ra k te r des Sees die w ich tig e re n E ig e n s c h a f
ten , fü r die D ia g n o stik ab er kön nen die sich a u f ihnen au fb au en d en M erkm ale w esen tlich er sein, d a sie bessere In d ik a to re n sin d ; sie e n th a lten in sich au ch die p rim ären E ig e n sch a ften des Sees, d a sie jen en ja die eigene A u sp rä g u n g ve rd an k e n . E in solcher — nennen w ir ihn F a k to r höherer O rd n u n g — lä ß t iins, d a in ihm sich w oh l m eist der E in flu ß aller p rim ärer F a k to re n au ssp rich t, n orm alerw eise gu te Sch lü sse ziehen h in sich tlich des G esa m tch a ra k ters des Sees, w äh ren d die K e n n tn is eines einzelnen prim ären F a k to rs uns n och n ich t v ie l sag t, d a er sich m it anderen uns n ic h t b e k a n n te n F a k to re n zu a llen m öglich en F a k to ren k o m p lex e n verb in d en k a n n . S e lb stv erstä n d lic h m u ß unser B e streb e n sein, a lle E ig e n sch a ften eines Sees k en n en zu lernen, ebenso w ie au ch ihre B ezieh u n gen z u ein an d er; d a dieser Id e a lfa ll jed o ch aus tech n isch en G rü n d en n iem als erreich t w erd en kan n , so is t es ü b erau s w ich tig , d a ß w ir die H a u p tc h a ra k te re in ihrem W e rt und ihren gegenseitigen Z u sa m m enh än gen kennen, d a m it w ir aus dem v o n F a ll zu F a ll G egebenen n ic h t zu viel, ab er au ch n ich t zu w en ig sch ließen .
Sehen w ir u n s d a rau fh in d as S een system Th i e n e m a n n s u nd Na u m a n n s in seiner u rsp rü n g lich en u n d in seiner je tz ig e n F o rm an.
Th i e n e m a n n s u rsp rü n g lich e S e e n c h a ra k te ri
s tik b e ru h te in erster L in ie a u f dem k a u sa len Z u sam m en h an g zw isch en dem S a u e rsto ffg e h a lt des T iefen w assers u n d d er B e sie d lu n g der T iefen reg io n . D e r S a u e rsto ffg e h a lt des T iefen w assers h ä n g t ab v o n einer R e ih e and erer F a k t o r e n : F o rm u n d L a g e des S eebeckens, A r t und S tä rk e d er S ed im en tatio n , die ih rerseits d u rch d ie P la n k to n p ro d u k tio n b zw . d u rch den G e h a lt des W assers an gelösten S to ffe n b e d in g t w ird . E s le u c h te t ein, d a ß d er O z-G eh alt b is zu einem gew issen G rad e u n d in n erh alb b e stim m ter G ren zen den G e sa m tc h a ra k te r des Sees zu rep räsen tieren ve rm a g . D ie zu m S a u e rsto ffg e h a lt des T iefen w assers in k a u sa len Z u sam m en h an g g e b ra ch te T iefe n fa u n a , in sbesond ere ih re H a u p t
v e rtr e te r die C h iro n o m id en larven , liefe rte n ach Th i e n e m a n n s ersten U n tersu ch u n g en (1909, 1913) einen g u te n In d ik a to r fü r die C h a r a k te ris tik und die E in te ilu n g d er Seen. E s ergab en sich so als H a u p tty p e n die Chironom us- u n d die Tanytarsus- seen, g leich b ed eu ten d m it Seen m it sau ersto ffarm em u n d solche m it sau ersto ffreich em T iefen w asser.
D e r S a u e rsto ffg e h a lt is t n eb en d er N a h ru n g d er leb en sw ich tigste F a k to r fü r d ie T iere d er T ie fe n region . D ie N a h ru n g sve rh ä ltn isse, d. h. A r t und M enge des T iefen sed im en tes, steh en m it den S a u e r
sto ffv erh ä ltn isse n w ied eru m in en g stem eb en falls u rsäch lich em Z u sam m en h an g. D ie b eid en leb en s
w ich tig sten F u n k tio n e n der T iefen ch iro n o m id en , A tm u n g u n d E rn ä h ru n g , steh en also u n ter dem E in flu ß dieses F a k to re n k o m p le x e s u n d es ersch ein t d u rch a u s b e re c h tig t anzu n eh m en , d a ß die V e r b re itu n g d ieser T iere in erster L in ie d u rch diesen K a u s a ln e x u s b e d in g t w ird . D iese Ü b e rle g u n g zeigt, d a ß d ie d a m alig en G ed a n ken g ä n g e Th i e n e m a n n s
a u ch h e u te n och G e ltu n g h a b en in der S e e ty p e n lehre, und d a ß die u rsp rü n glich en T y p e n , Chirono- m us- und T an y ta rsu sse e, m it den H a u p tty p e n des jetzige n , v o r allem d u rch die U n tersu ch u n g en Na u m a n n sw e ite r au sg e b au te n S y stem s in E in k la n g zu b rin gen sein m üssen. D ie neueren zu sam m en fassenden A rb e ite n Th i e n e m a n n s erw eisen die R ic h tig k e it d ieser A n n a h m e: im gro ß en und g a n zen d ecken sich die B e g riffe C h ironom u s-See und e u tro p h er See ein erseits u n d T a n y ta rsu s-S e e und o ligo tro p h er See and ererseits, d. h. der g rö ß te T e il der eu tro p h en Seen geh ö rt zu m T y p u s der Chirono- m us-Seen u n d alle oligo tro p h en Seen sind T a n y ta r - susseen. D a ß die b eid en S y stem e n ic h t ko n g ru en t sind , ersch ein t b egreiflich , d a sie ja a u f v ersch ied e
nen G ru n d la gen a u fg e b a u t sin d ; und eben sow en ig w ie die B esied lu n g des Sees n u r a u f einer ein zigen U rsach en reih e b e ru h t, eben sow en ig stellen die B e g riffe E u - und O ligo tro p h ie die G esa m th eit aller M ö glich keiten v o n F a k to r en v erb in d u n g en dar.
A n a ly sie re n w ir k u rz die sich als regu lieren d e F a k to ren fü r d ie B e sie d lu n g ergebenden M ö glich keiten . N ehm en w ir zu n ä ch st an, d a ß der S a u e rsto ffg e h a lt des T iefen w assers die H a u p tro lle d a b ei sp ielt.
Z eitw eilig er S a u erstoffsch w u n d b e d in g t die A u s w a h l der an diese M ilieu eig en art a n g ep aß te n oder sie d och ve rtrag en d en T iere (C h iron om u ssee);
