Zeitschrift für den Physikalischen und Chemischen Unterricht, 1939 H 5

FÜR DEN PHYSIKALISCHEN UND CHEMISCHEN UNTERRICHT

52. J A H R G A N G 1939 H E F T 5

Ma x v. La u e z u

seinem sechzigsten Geburtstag am 9. Oktober 1939.

Von W. Kossel in Danzig.

W e n n w ir M. v . La u e z u seinem sechzigsten G e b u rts ta g u n seren G lü c k w u n s c h aussprechen u n d m it d a n k b a re r F re u d e seine A r b e it b e tra c h te n , so z e ig t sich e in B ild v o n h a rm o n is c h e r G eschlossenheit. V o n fr ü h a u f z ie h t ih n d ie O p tik als besonders b e d e u tu n g s v o ll an. Seine lie b e v o lle V e rtie fu n g in d ie W e lle n th e o rie des L ic h te s fü h r t

ih n zu e in e r L n td e c k u n g erste n R anges, d ie sich e n tsch e id e n d bis zu w e it entlegenen G ebieten a u s w irk t. E r selbst g e s ta lte t sie zu im m e r s c h ä rfe re r B e h a n d lu n g g ru n d s ä tz ­ lic h e r F ra g e n d e r a llg e m e in e n O p tik fo r t, u n d w ir sehen ih n im m e r neue E rg e b n isse a u f diesem Gebiete g e w in n e n . S ta tis tis c h e u n d th e rm o d y n a m is c h e A rb e ite n g ru p p ie re n sich, v o n F ra g e n d e r W ä rm e s tra h lu n g b e g in n e n d , u m den b e v o rz u g te n P ro b le m k re is .

D ie A u fk lä r u n g d e r N a tu r d e r R ö n tg e n s tra h le n n a h m ein e n so sp annenden V e r ­ la u f, daß es im m e r w ie d e r eine F re u d e is t, sich d a ra n zu e rin n e rn . D aß Rö n t g e n s

E n td e c k u n g s o g le ich in besonderem M aße b e a ch te t w u rd e , la g zu nächst an den v e r ­ b lü ffe n d e n W irk u n g e n ih re s hohen D u rc h d rin g u n g s v e rm ö g e n s . F ü r den N a tu rw is s e n ­ s c h a ftle r in d e s w u rd e im m e r sp annender, daß ih re N a tu r so la n g e e in R ä tse l b lie b .

U . 52. 13

A lle zu nächst z u g ä n g lic h e n V e rsu ch e g a b e n ü b e r d ie F ra g e n : „T e ilc h e n - o d e r W e lle n ­ s tra h lu n g , lo n g itu d in a le o d e r tra n s v e rs a le W e lle ? “ k e in e A n tw o rt. D u rc h e in J a h r ­ ze h n t g e la n g es n ic h t, ü b e r Rö n t g e n s eigne E rg e b n isse w e s e n tlic h h in a u s z u k o m m e n . E rs t 1905 m achte C .G . Ba r k l a die e rste n g ro ß e n F o r ts c h r itte ; e r e n td e c k te d ie P o la r is ie r­

b a r k e it u n d le h rte , S tre u s tra h lu n g u n d E ig e n s tra h lu n g zu u n te rs c h e id e n . D a m it w a re n d ie A n fä n g e d e r b e id e n W e g e g e fu n d e n , a u f denen d ie R ö n tg e n s tra h le n in den B au d e r M a te rie h in e in g e fü h rt h a b e n : e rz w u n g e n e E le k tro n e n s c h w in g u n g u n d S p e k tre n . D ie S tre u s tra h lu n g fü h r te z u r A b s c h ä tz u n g d e r E le k tro n e n z a h l im A to m , an d e r E ig e n s tra h lu n g a b e r e n td e c k te Ba r k l a d ie fu n d a m e n ta le T a tsa ch e des g le ic h fö rm ig e n Ganges ih r e r H ä rte d u rc h d ie R eihe d e r E le m e n te . W e r sich u m 1912 in dieses G e b ie t e in a rb e ite te — w ie das dem V e rfa s s e r d ie se r Z e ile n e rg in g — , sah, daß h ie r F u n d a m e n ta le s f ü r den A to m b a u lie g e n m uß te. Ba r k l a h a tte g e z e ig t, daß d ie A b s o rp tio n d e r E le m e n te m it d e r E rre g u n g ih r e r E ig e n s tra h lu n g Zusam m enhänge, u n d R . Wh i d d i n g t o n

h a tte dem d ie E le m e n te v e rb in d e n d e n Gesetze d ie F o rm gegeben, daß d ie z u r A n ­ re g u n g n ö tig e E le k tro n e n g e s c h w in d ig k e it lin e a r in d e r R eihe d e r E le m e n te ansteige.

I n ° d e r Z e it n u n , als d e r V e rfa s s e r sich bem ühte, diese E rre g u n g s b e d in g u n g e n , d ie

Ba r k l a schon da zu g e b ra c h t h a tte n , v o n e in e r „F lu o re s z e n z “ -S tra h lu n g im R ö n tg e n ­ g e b ie t zu sprechen, m it Le n a r d s P h o sp h o re sze n zm o d e ll v o m abge risse n e n u n d le u c h te n d z u rü c k k e h re n d e n E le k tro n (1910) in Z u sa m m e n h a n g zu b rin g e n , d u rfte e r in M ünchen im SoMMERFELDschen In s titu t das W e rd e n u n d G e lin g e n d e r E n td e c k u n g m ite rle b e n , d ie La u e s N a m e n a lle n b e k a n n t g e m a c h t h a t: d e r In te rfe re n z v e rs u c h e m it R ö n tg e n s tra h le n an K r is ta lle n . Sie w a re n , n a ch Rö n t g e n s eig e ne n u n d Ba r k l a s

V e rsu ch e n , d e r d r itte g ro ß e u n d in d e r M e th o d ik n e u a rtig e S c h ritt in d e r e x p e ri­

m e n te lle n E rfo rs c h u n g d e r R ö n tg e n s tra h le n .

In dem le b h a ft in te re s s ie rte n u n d tä tig e n K re is e des SoMMERFELDschen In s titu ts v o n 1911 t r a t La u e fü r den neu H in z u k o m m e n d e n b a ld h e rv o r. Schon seit e in ig e n J a h re n h a b ilitie r t, ausg e ze ich n e t d u rc h K ö n n e n u n d U r te il u n d doch au ch eben e rs t p ro m o v ie rte D o k to re n g a n z als K o lle g e n b e h a n d e ln d , g e w a n n e r je d e n z u g le ic h d u rc h F re u n d lic h k e it u n d d u rc h d ie W ä rm e seines w is s e n s c h a ftlic h e n Interesses. I n dem e in z im m rig e n P fa h lb a u h a u s, das e r sich v o r F e ld a fin g in das flache W a sse r am U fe r des S ta rn b e rg e r Sees g e b a u t h a tte , g r iffe n d a m a ls d u rc h la n g e S o m m e rm o n a te th e o re tisch e A r b e it u n d L e b e n in fr e ie r L u f t in e in a n d e r. V o n dem k le in e n S c h re ib ­ tis c h u n d dem B a lk o n g in g d e r B lic k ü b e r d ie w e ite W a sse rflä ch e b is zu den B e rg e n __ v o r dem H ause la g d ie S o n d e rk la s s e n ja c h t „S tr a ß b u r g “ an d e r B o je — , u n d w e r an S o n n ta g e n u n d F e rie n ta g e n d u rc h den P ossenhofener P a rk h e ra n g e w a n d e rt k a m , w u rd e fre u n d lic h a u fg e n o m m e n u n d b e h ä lt je n e T a g e in g u te r E rin n e ru n g . Z w isch e n W a n d e rn u n d Segeln, im B o o t o d e r a u f dem a b e n d lic h e n B a lk o n ta u c h te n n a tü r lic h im m e r w ie d e r au ch spannende F ra g e n d e r e ig e ne n A r b e it im G espräch auf, u n d d ie M e in u n g e n d a rü b e r w u rd e n a u sgetauscht. A ls d e r V e rfa s s e r e in m a l v o n d e r A b s ic h t e rz ä h lte , schnelle E le k tro n e n d u rc h K r is ta lle zu s c h icke n , in denen sie doch g e ­ w iß in den Gassen d e r re g e lm ä ß ig a n g e o rd n e te n A to m e b e s tim m te R ic h tu n g e n b e v o r­

zugen m ü ß te n (d ie V ersu ch e b lie b e n e rfo lg lo s , w e il d ie S tra h le n des U r - X zu sc h n e ll u n d die K r is ta lle zu d ic k w a re n , u m d ie heute b e k a n n te n E le k tro n e n in te rfe re n z e n s ic h tb a r w e rd e n zu lassen), e rfu h r e r zu m e rste n M ale v o n dem G e d a n ke n , d e r La u e d a m a ls b e w e g te : n e in , R ö n tg e n s tra h le n müsse m a n a u f K r is ta lle senden; — W e lle u n d B e u ­ g u n g s g itte r, das sei eine a u ssich tsre ich e K o m b in a tio n . So m m e r f e l d h a tte d ie T h e o rie d e r S p a ltb e u g u n g fü r einen Im p u ls gegeben, P. P. Ko c h, d a m a ls e b e n fa lls in M ünchen, solche A u fn a h m e n v o n Wa l t e r u n d Po h l p h o to m e trie rt, d ie W e lle n lä n g e 10~9 cm w a r w a h rs c h e in lic h g e m a ch t. U n d k u rz d a ra u f b e s tä tig te n Fr i e d r i c h u n d Kn i p p i n g den G e d a n ke n La u e s, in d e m sie aus den f ü r solche D a u e rle is tu n g e n n och g a r n ic h t e in ­ g e ric h te te n S tro m q u e lle n u n d R ö h re n d ie n ach d e r T h e o rie n o tw e n d ig e n E x p o s itio n s ­ z e ite n h e ra u s h o lte n .

D as G e lin g e n des G edankens w ir k te sich in R ic h tu n g a u f b e id e G egenstände aus, d ie neu z u s a m m e n g e b ra c h t w a re n : W e lle n lä n g e d e r R ö n tg e n s tra h le n u n d A n -

O rdnung d e r A to m e im K r is t a ll w u rd e n erschlossen. R ö n tg e n s p e k tro s k o p ie u n d S tr u k tu r ­ fo rs c h u n g s in d zu w e it ausg e d e h n te n G ebieten h e ra n g e w a ch se n . D as erste v o n ih n e n tr ä g t heute schon se it la n g e m den C h a ra k te r d e r V o lls tä n d ig k e it: w as die E le k tro n e n ­ h ü lle d e r A to m e an R ö n tg e n lin ie n h e rg e b e n k a n n , is t b e k a n n t u n d aufs fe in s te v e r ­ messen — n u r in E in z e lh e ite n is t h ie r n och A r b e it zu tu n , d ie fr e ilic h im m e r noch g ru n d s ä tz lic h In te re s s a n te s b ie te t, z. B . in d e r A u fk lä r u n g s e lte n e r in n e ra to m a re r V o r ­ g änge. I n d e r S tru k tu rfo rs c h u n g ste h t es a nders. Z w a r h a t m a n d ie K ris ta llg e b ä u d e d e r e in fa c h e re n V e rb in d u n g e n lä n g s t v o lls tä n d ig e rfo rs c h t u n d sich a uch ü b e r die Gesetze, d ie den B a u v e rw in k e lte r e r re g e ln , k la r e E in s ic h te n v e rs c h a fft — w ie e tw a a u f dem so v ie lfä ltig e n u n d p ra k tis c h w ic h tig e n G ebiete d e r S ilik a te . L ä n g s t is t m a n a b e r ü b e r d ie e in fa c h e F ra g e n ach d e r L a g e d e r A to m s c h w e rp u n k te im G itte r h in a u s ­ g e g a n g e n u n d fr a g t n a ch den E in z e lh e ite n d e r L a d u n g s v e rte ilu n g . H ie r is t n ach d e r L a d u n g s a n o rd n u n g im e in z e ln e n A to m — A to m fo rm fa k to r — heute u. a. die O rd ­ n u n g im o rg a n is c h e n K r is ta ll, im G ro ß m o le k ü l fa s e rig e r S to ffe , in B e a rb e itu n g . W e n n d a b e i e tw a A n s ic h te n ü b e r d ie E n tfa ltu n g u n d Z u s a m m e n fa ltu n g d e r K o h le n ­ s to ffk e tte b e i d e r D e h n u n g u n d K o n tr a k tio n v o n S ubstanzen d e r H a a re o d e r des M u s k e ls b e g rü n d e t w e rd e n k ö n n e n , so stö ß t m a n v o n d e r g e w o h n te n G rö ß e n o rd n u n g e in ig e r Ä n g s trö m -E in h e ite n , in d e r d ie A to m a b s tä n d e lie g e n , in e rh e b lic h ausge d e h n te re B e re ic h e v o r, d ie b io lo g is c h v o n g rö ß te m In te re s s e s in d . H ie r s in d v o n den R ö n tg e n - u n d den ih r e r M e th o d ik g e fo lg te n E le k tro n e n -In te rfe re n z u n te rs u c h u n g e n w e ite re E r ­ gebnisse zu e rw a rte n u n d ih re B e d e u tu n g m a g u m so g rö ß e r w e rd e n , als sie einem V o rs to ß v o n d e r a n d e re n Seite b e g egnen, dem E r fo lg des E le k tro n e n m ik ro s k o p s , das ü b e r d ie v o n d e r L ic h tw e lle n lä n g e gesetzte G renze h in a b schon u m m e h r als eine Z e h n e rp o te n z v o rg e d ru n g e n is t u n d im le tz te n J a h re g e ra d e an b io lo g is c h e n O b je k te n a ufs schönste seine L e is tu n g s fä h ig k e it g e z e ig t hat.

D e r LAUEsche G r if f n ach dem K r is t a ll als B e u g u n g s g itte r h a t sich in d e r le tz te n Z e it (1934) n och in e in e r d r itte n R ic h tu n g als fr u c h tb a r e rw ie s e n . Es g e la n g (im D a n z ig e r I n ­ s titu t), In te rfe re n z e n v o n R ö n tg e n lin ie n z u beobachten, d ie in A to m e n des K r is ta lle s selbst e n ts ta n d e n w a re n . M a n sendet also n ic h t m e h r v o n e in e r fre m d e n A n tik a th o d e R ö n tg e n ­ w e lle n a u f das G itte r, so n d e rn m a c h t e tw a e in e n K u p fe r k r is t a ll selbst z u r A n tik a th o d e . D a n u n je d e e in ze ln e Q u e lle , in d e r eine S p e k tra llin ie des K u p fe rs e n tste h t, als K u p fe ra to m zum K r is t a llg it t e r g e h ö rt, is t je d e e in z e ln e Q u e lle in g a n z b e s tim m te r L a g e am b e u g e n d e n S ystem , dem G itte r, b e fe s tig t. D e r K r is t a ll h a t also die neue A u fg a b e , d ie Q u e lle zu fix ie re n . D iese e x a k te L a g e n b e z ie h u n g m a c h t es m ö g lic h , d ie In te rfe re n z v o rg ä n g e in e in ig e n Z ü g e n g e n a u e r zu p rü fe n , a ls es m it d e r S tra h lu n g e in e r irg e n d w o außen lie g e n d e n A n tik a th o d e m ö g lic h is t. N a c h dem A to m u n d dem K r is t a ll is t h ie r das L ic h t selbst d e r G egenstand, u m dessen S tr u k tu r es ge h t. Sendet das A to m seine W e lle n w ie e in in s W a s s e r g e w o rfe n e r S te in n ach a lle n S eiten? __

o d e r k o n z e n tr ie rt es sie v ie lle ic h t im Z u sam m enhänge m it den Q u a n te n e rsch e in u n g e n w ie eine R ic h ta n te n n e a u f e in enges B ü n d e l? D ie a lls e itig e A u s b re itu n g k ä m e d a n n n u r s ta tis tis c h zustande, in d e m diese L ic h tp fe ile n a ch a lle n S eiten a b g e fe u e rt w ü rd e n u n d L ic h t, das n a ch v e rs c h ie d e n e n R ic h tu n g e n ausgeht, w ä re n ic h t in te rfe re n z fä h ig ! - es sta m m te ja v o n v e rs c h ie d e n e n E re ig n is s e n . D ie V e rsu ch e im K r is ta ll, in denen R ö n tg e n lic h t, das n a ch ve rsch ie d e n e n R ic h tu n g e n v o m A to m in s G itte r h in a u s lie f, d u rc h d ie R e fle x io n an den N e tze b e n e n zu sa m m e n g e ste u e rt w ir d , ze ig e n a ber, daß es in te r fe r ie r t. D as k la ssisch e W e lle n b ild g i lt also auch h ie rin , R ö n tg e n lic h t z e ig t ebenso w ie sich tb a re s die K o h ä re n z ü b e r g ro ß e W in k e l, d ie m a n d o rt v o r a lle m v o m A u flö s u n g s v e rm ö g e n des M ik ro s k o p s g ro ß e r A p e r tu r k a n n te .

La u e h a t d ie T h e o rie 19o5 z u r B e h a n d lu n g d ie s e r A u fg a b e in h öchst e le g a n te r W e ise u m g e fo rm t, in d e m e r v o n e in e m U m k e h rs a tz d e r e le k tro m a g n e tis c h e n L ic h t ­ th e o rie G e b ra u ch m achte u n d aus den schon b e k a n n te n A n g a b e n ü b e r d ie F e ld s tä rk e n d ie eine außen lie g e n d e Q uelle an P u n k te n im K r is ta llk ö r p e r e rze u g t, u m g e k e h rt a u f d ie F e ld s tä rk e n schloß, d ie eine im K r is t a ll lie g e n d e Q u e lle an e in e m w e it d ra u ß e n lie g e n d e n P u n k t, e tw a a u f dem R ö n tg e n film , d e r d e r E in k r is ta lla n tik a th o d e g e g e n ü b e r

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lie g t, entstehen lä ß t. So w ir d eine schon v o ll e n tw ic k e lte T h e o rie fü r d ie neue, z u ­ n ä c h s t g a n z a n d e rs a n m u te n d e A u fg a b e m o b il g e m a ch t.

D ie L e ic h tig k e it, m it d e r h ie r e in G e d a n ke u m g e fo rm t w ir d , so daß neue B e ­ z ie h u n g e n h e rv o rtre te n , e rin n e rt d a ra n , w ie La u e 1912 v o n dem G e d a n ke n , die K r is ta llo p t ik des S ic h tb a re n m itte ls re g e lm ä ß ig a n g e o rd n e te r A to m o s z illa to re n d a rz u ­ s te lle n , zu d e r E rk e n n tn is ü b e rg in g , daß In te rfe re n z e n entstehen m ü ß te n , w e n n die W e lle n lä n g e n ic h t m e h r g ro ß gegen d ie A to m a b s tä n d e , so n d e rn v o n d e re n G rö ß e n ­ o rd n u n g o d e r k le in e r sei. V o n d e n ,,LATTEschen G le ic h u n g e n “ an, d ie e r d a m a ls g le ic h n a ch d e r B e s tä tig u n g seines G e d a n k e n e x p e rim e n te s g a b u n d d ie d ie G ru n d ­ la g e des G ebietes g e b lie b e n sin d , is t ih m d ie v o lls tä n d ig e , im m e r s tre n g e re w e lle n ­ optische B e h a n d lu n g d e r E rs c h e in u n g e n stets a n g e le g e n g e b lie b e n . D ie A u s g e s ta ltu n g d e r „d y n a m is c h e n “ T h e o rie z. B ., in d e r n ic h t a lle in d ie u n m itte lb a re A n re g u n g d u rc h d e n P rim ä rs tra h l, so n d e rn auch die g e g e n s e itig e Z u s tra h lu n g d e r G itte re le m e n te b e a ch te t w ir d (1931), d e r beugende E in flu ß d e r K r is ta llg e s ta lt, d ie beso n d e re n B e ­ d in g u n g e n d e r A u s b re itu n g nahe d e r O berfläche, d ie P a ra lle le n v o n R ö n tg e n - u n d E le k tro n e n in te rfe re n z e n , s in d F ra g e n , in denen e r in d e n le tz te n J a h re n d ie I n t e r ­ fe re n z th e o rie zu neuen E rfo lg e n g e fü h rt h a t.

La u e h a t seine A r b e it b e i L e h re rn b e g o nnen, d e re n N a m e n in d e r G eschichte d e r O p tik k la s s is c h g e w o rd e n s in d ; b e i W . Vo i g t u n d v o r a lle m b e i M. Pl a n c k, b e i dem er, z u g le ic h a n g e re g t u n d g e fö rd e rt d u rc h V o rle s u n g e n 0 . Lu m m e k s, z u e rs t in d ie W e lle n o p tik e in d ra n g u n d b a ld zu b e g r ifflic h a n s p ru c h s v o lle n F ra g e n ü b e r K o h ä re n z u n d S tra h le n b ü n d e ln u n d ü b e r d e re n T h e rm o d y n a m ik fo r ts c h ritt. W ir v e rd a n k e n ih m selbst z w e i d e r schönsten D a rs te llu n g e n d e r W e lle n o p tik , d ie in d e r E n z y k lo p ä d ie d e r M a th e m a tis c h e n W is s e n s c h a fte n (1914) u n d d ie im WiEN-HARMSSchen H a n d b u c h d e r E x p e rim e n ta lp h y s ik (Bd. 1 8 ; 1928).

Es h a t etw as sehr B e frie d ig e n d e s , daß d ie g ro ß e E n td e c k u n g d ie F ru c h t e in e r solchen M e is te rs c h a ft in d e r a llg e m e in e n O p tik gew esen ist. M a n k a n n v ie lle ic h t auch sagen, daß dies heute ih r a k tu e lls te r Z u g is t. D e n n ih re g e w a ltig e L e is tu n g als p ra k tis c h e s H ilfs m itte l, z u r E r m ittlu n g d e r S tr u k tu r v o n A to m e n u n d K ris ta lle n , lie g t heute abgeschlossen v o r uns. D ie F ra g e n n a ch d e r S tr u k tu r des L ic h te s selbst a b e r u n d d e r E le m e n ta rte ilc h e n in te re s s ie re n uns le b h a ft. La u e s E n td e c k u n g trie b das G e b ie t d e r O p tik w e it ü b e r das nahe u n d m ü h s a m m it g ro ß e r K u n s t e rfo rs c h te U ltr a v io le tt p lö tz lic h b is zu T a u s e n d s te ln u n d Z e h n ta u se n d ste ln d e r s ic h tb a re n W e lle n ­ lä n g e n v o r. D o rt tre te n a b e r z u g le ic h d ie quantenhafLen k o rp u s k u la re n Züge des L ic h te s v ie l s tä rk e r h e rv o r. D a ru m h a tte z. B. W . H . Br a g g, dem w ir z u r A u s g e s ta ltu n g d e r LAUEschen E n td e c k u n g so W e se n tlich e s v e rd a n k e n , v o rh e r a u f das be stim m te ste den S ta n d p u n k t v e rtre te n , d ie R ö n tg e n s tra h le n m ü ß te n als T e ilc h e n g e lte n . D iese k o rp u s k u la re n E ig e n s c h a fte n stehen be i noch g rö ß e re n H ä rte n , b e i y- u n d H ö h e n ­ s tra h le n , s c h lie ß lic h v ö llig im V o rd e rg rü n d e . In den B ild e rn , d ie d ie g e w a ltig e E r ­ w e ite ru n g des H ä rte b e re ic h e s d e r le tz te n J a h re m it sich g e b ra c h t h a t, in d e r H ö h e n - s tra h lu n g s -,,K a s k a d e “ e tw a , a rb e ite n d ie „P h o to n e n “ w ie eine T e ilc h e n a rt u n te r a n d e re n , w ä h re n d u m g e k e h rt n ie m a n d d a ra n d e n k e n w ü rd e , a u f d e r a n d e re n Seite des S ic h tb a re n , b e i d e r A u s s tra h lu n g e le k tro m a g n e tis c h e r S c h w in g u n g s k re is e , v o n etw as a n d e re m zu sprechen als v o n W e lle n . In m itte n d e r g e w a ltig e n A u sd e h n u n g des e le k tro m a g n e tis c h e n S p e k tru m s s in d d ie R ö n tg e n s tra h le n , an denen w e lle n h a fte In te rfe re n z e rs c h e in u n g e n u n d k o rp u s k e lh a fte K o n z e n tra tio n v o n E n e rg ie u n d Im p u ls beid e a u sg e ze ich n e t zu b eobachten sin d , zu dem P u n k te g e w o rd e n , an dem d ie b eiden Seiten d e r N a tu r des L ic h te s , W e lle n - u n d T e ilc h e n e ig e n s c h a fte n , e in a n d e r in s c h ä rfs te r A u s p rä g u n g g e g e n ü b e rtre te n . H ie r steht das G ru n d p ro b le m d e r h e u tig e n L ic h tth e o rie , das ebenso e in P ro b le m d e r E le m e n ta rte ilc h e n is t, d e r D u a lis m u s W e lle -K o rp u s k e l, am e in d rin g lic h s te n v o r u n s : d ie R ö n tg e n s tra h le n s in d aus e in e r e n tle g e n e n r ä ts e l­

h a fte n E rs c h e in u n g zu einem z e n tra le n G ebiete d e r O p tik g e w o rd e n .

Moderne Kunststoffe im chemischen U n te rric h t.

Von D r. Ing. K u rt A . F. Schmidt in Brünn.

D e r V ie rja h re s p la n fo r d e rt U n a b h ä n g ig k e it v o n a u s lä n d is c h e n R o h sto ffe n . D e m ­ z u fo lg e h a t d ie deutsche K u n s ts to ff-In d u s trie einen u n g e a h n te n A u fs c h w u n g e rle b t u n d w ir tre ffe n im tä g lic h e n L e b e n s tä n d ig a u f neue deutsche K u n s t- u n d W e rk s to ffe . D a ra u s e rg ib t s ich die N o tw e n d ig k e it, d ie J u g e n d im U n te r r ic h t m it den G ru n d la g e n d e r K u n s ts to ffe v e r tr a u t z u m achen. D a es a b e r das B e stre b e n eines je d e n L e h re n d e n sein m uß , den U n te r r ic h t d u rc h m ö g lic h s t v ie le V ersu ch e zu b e le b e n , s o lle n im fo lg e n d e n e in ig e f ü r den A n s c h a u u n g s u n te rric h t g e e ign e te V e rsu ch e a n g e fü h rt w e rd e n . D iese s in d m e is t so g e w ä h lt, daß sie d e n in d e r T h e o rie besprochenen R e a k tio n s ­ v e rla u f d e r E n ts te h u n g v o n K u n s ts to ffe n d e r H ö re rs c h a ft s ic h tb a r v e ra n s c h a u lic h e n . Es sei b e m e rk t, daß d ie h ie rb e i e n tstehenden P ro d u k te la n g e n ic h t an d ie v o n d e r In d u s trie e rze u g te n K u n s ts to ffe h e ra n re ic h e n , d e n n im B e trie b e stehen g a n z an d e re M itte l u n d M ö g lic h k e ite n z u r V e rfü g u n g als b e im U n te rr ic h t. A u c h s o lle n die S ch ü le r den V e rs u c h m ite rle b e n , also m ö g lic h s t v ie l sehen, a b e r in m ö g lic h s t k u r z e r Z e it, d a m it d a d u rc h d e r V o r tr a g als so lc h e r n ic h t a u fg e h a lte n w ir d .

D ie V ersuche s in d so zu sa m m e n g e ste llt, daß m ö g lic h s t je d e K u n s ts to ffk la s s e v e r ­ tre te n sein s o ll, d och k a n n b e i d e r g ro ß e n A n z a h l K u n s ts to ffe n ic h t a u f V o lls tä n d ig ­ k e it A n s p ru c h erhoben w e rd e n . A u c h g e la n g e n n u r solche V e rsu ch e z u r V e rö ffe n tlic h u n g , d ie m it den g e w ö h n lic h z u r V e rfü g u n g stehenden M itte ln , s ch n e ll u n d e in fa c h , ohne la n g w ie rig e V o rb e re itu n g e n d u rc h fü h rb a r sind.

A . K o n d e n s a t i o n s p r o d u k t e .

I . P h e n o p l a s t e . U n te r P h e n o p la ste n v e rs te h t m a n K u n s ts to ffe , h e rg e s te llt d u rc h K o n d e n s a tio n v o n F o rm a ld e h y d , b z w . F o rm a ld e h y d a b s p a lte n d e n S ubstanzen u n d P h e ­ n o le n . A ls K o n d e n s a tio n s m itte l k ö n n e n s o w o h l S ä uren als a uch v e rs c h ie d e n e Basen V e rw e n d u n g fin d e n .

D ie H a rz b ild u n g b e i d e r E in w ir k u n g v o n F o rm a ld e h y d a u f P henole h a t b e re its A . v . Ba y e r1 im J a h re 1872 b e o b a ch te t. D o ch e rs t d ie A rb e ite n des v ia m is c h e n C h e m i­

k e rs H . L . Ba e k e l a n d 2 ha b e n d ie in d u s trie lle A u s w e rtu n g d e r K u n s th a rz e e rm ö g lic h t, n a ch d e m sich schon m e h re re F o rs c h e r m it diesem P ro b le m ohne n e n n e n s w e rte n E r fo lg b e fa ß t haben. D iese K u n s th a rz e , B a k e lite g e n a n n t, g e la n g te n e rs t im J a h re 1909 vo n A m e rik a aus, w o Ba e k e l a n d w irk te , in den H a n d e l.

D ie H e rs te llu n g d ie se r K o n d e n s a tio n s p ro d u k te w u rd e sp ä te r w e itg e h e n d ve rb e sse rt.

Im P rin z ip s in d z w e i A rte n K o n d e n s a tio n e n zu u n te rs c h e id e n : die a lk a lis c h e u n d die sa u re K o n d e n s a tio n . Es g ib t a b e r m a n n ig fa c h e V a ria tio n e n m it den ve rsch ie d e n ste n

V o r- u n d N a c h b e h a n d lu n g e n , w o rü b e r z a h lre ic h e P a te n te 1 2 3 4 A u fs c h lu ß geben.

a) A l k a l i s c h e K o n d e n s a t i o n (B a k e lite ). V e r s u c h 1: 5 0 g P h e n o l w e rd e n in e in e r P o rz e lla n s c h a le g e sch m e lzt, d a n n 5 g p u lv e ris ie rte n Ä tz n a tro n s e in g e tra g e n u n d s c h lie ß lic h 35 ccm F o rm a lin lö s u n g ( 4 0 % ) z u g e fü g t. Das G anze w ir d u n te r s tä n d ig e m R ü h re n so la n g e e rh itz t, bis d ie g a n ze Masse sch ä u m t u n d sich v e rd ic k t. Es e m p fie h lt sich, den V e rsu ch in fo lg e d e r lä s tig e n F o rm a ld e h y d d ä m p fe u n te r einem A b z ü g e d u rc h ­ z u fü h re n . D ie so e rh a lte n e zähe Masse k a n n d a n n g e fo rm t w e rd e n . B e i la n g sam e m A u s k ü h le n e rh ä lt m a n eine b e rn s te in a rtig e S ubstanz, d ie sich m it d e r F e ile b e a rb e ite n lä ß t, a b e r n ic h t im m e r v o lls tä n d ig b la s e n fre i is t. V e rs u c h s d a u e r: 20 b is 25 M in .

N a ch Ba e k e l a n d 4 e x is tie rt d e r B a k e lit in d r e i ve rs c h ie d e n e n S tufen d e r K o n d e n ­ sation, u n d z w a r: e in K o n d e n s a tio n s -A n fa n g s p ro d u k t, w e lch e s b e im E rw ä rm e n s c h m ilz t u n d in e in ig e n L ö s u n g s m itte ln lö s lic h is t, ein K o n d e n s a tio n s -Z w is c h e n p ro d u k t, w elches

1 A. v. Ba y e r: Ber. Deutsch, chem. Ges. 5, 1095 (1872).

2 H . L . Ba e k e la n d: Chem.-Ztg. 1909, 327.

3 V g l.: Ullm an n : Enzyklopädie der technischen Chemie, 2. A u fl. Bd. I I , S. 58 u. V II, S. 3. 1931.

4 H . L. Ba e k e l a n d: Chem.-Ztg. 19119. 327.

b e im E rw ä rm e n n och w e ic h w ir d , a b e r u n lö s lic h is t, u n d e in K o n d e n s a tio n s -E n d p ro d u k t, w elches u n lö s lic h u n d u n s c h m e lz b a r is t u n d so den e ig e n tlic h e n E d e lb a k e lit d a rs te llt.

D ie b e im v o rs te h e n d b e schriebenen V e rs u c h e rh a lte n e S ubstanz e n ts p ric h t dem A n fa n g s p ro d u k t u n d k a n n d u rc h langes, g le ic h m ä ß ig e s E rw ä rm e n in das E n d p ro d u k t ü b e rg e fü h rt w e rd e n . L e g t m a n a b e r W e rt a u f e in v o lls tä n d ig b la s e n fre ie s P ro d u k t, u n d k a n n m a n den V e rs u c h in d e r n ä c h s tfo lg e n d e n S tunde fo rts e tz e n , so k a n n m a n v e rfa h re n , w ie es H . Li n d n e r 1 a n g ib t, in d e m m a n das G em isch n u r b e i 107° bis z u r h o n ig a rtig e n K o n s is te n z e rh itz t u n d d a n n m e h re re S tu n d e n g le ic h b le ib e n d e rw ä rm t.

A u ß e rd e m a rb e ite t Li n d n e r m it P h e n o l u n d F o rm a ld e h y d im M o l-V e rh ä ltn is 1 : 2,5, w o h in g e g e n b e i dem oben b e sch rie b e n e n V e rsu ch e das M o l-V e rh ä ltn is 1 : 1 a n g e w e n d e t w ir d , da h ie rb e i d ie U m s e tz u n g ra s c h e r v o r sich g e h t u n d d ie N e ig u n g , b la s ig e P ro ­ d u k te zu b ild e n , g e rin g e r ist.

H a t m a n n ic h t d ie A b s ic h t, d ie B ild u n g eines P ro d u k te s v o rz u fü h re n , o d e r n ic h t g e n ü g e n d Z e it h ie rfü r , u n d w il l m a n b lo ß den K o n d e n s a tio n s V o rg a n g v e ra n s c h a u lic h e n , so k a n n m a n v e rfa h re n , w ie n a ch stehend b e s c h rie b e n :

V e r s u c h 2: 20 g N a p h th o l w e rd e n m it 10 ccm F o rm a lin (4 0 % ) in ein e m schm alen hohen B e c h e rg la s a n g e rü h rt, 7 ccm K a lila u g e ( 3 3 %) h in z u g e fü g t u n d ü b e r k le in e r F la m m e e rw ä rm t. A n fa n g s t r i t t v o lls tä n d ig e L ö s u n g ein, b is p lö tz lic h e K o n d e n s a tio n e rfo lg t, w obei d ie gesam te L ö s u n g in eine feste, g ra u e Masse ü b e rg e h t. V e rs u c h s d a u e r:

u n g e fä h r 5 M in .

Schon S. B . Ba m b e r g e r 2 h a t e in e n ä h n lic h le ic h t d u rc h fü h rb a re n V e rs u c h b e ­ sch rie b e n . E r v e rw e n d e t R e s o rc in u n d F o rm a ld e h y d u n d se tzt b e i S ie d e h itze L a u g e h in z u , w o b e i n ach lä n g e re m E rh itz e n e in ro te s festes K u n s th a rz entsteht.

b) S a u r e K o n d e n s a t i o n (N o v o la c k e ). A ls N o v o la c k e b e z e ic h n e t m a n n ic h t h ä r t­

b a re H a rz e , e rh a lte n aus P he n o le n u n d A ld e h y d e n d u rc h Z u sa tz v o n g e rin g e n M engen a n o rg a n is c h e r o d e r o rg a n is c h e r S ä uren o d e r sa u re n Salzen. Sie d ie n e n als G ru n d ­ la g e fü r L a c k e u n d k ö n n e n auch, m it F ü lls to ffe n versehen u n d e in e r N a c h b e h a n d lu n g u n te rw o rfe n , w e rtv o lle K u n s ts to ffe lie fe rn . Z a h lre ic h e P a te n te geben ü b e r die H e r ­ s te llu n g s m ö g lic h k e ite n u n d d ie v ie ls e itig e A n w e n d u n g A u fs c h lu ß .

Z u r V e ra n s c h a u lic h u n g d e r B ild u n g v o n N o v o la c k e n e ig n e t sich d e r fo lg e n d e V e rsu ch .

V e r s u c h 3: M a n v e rs e tz t 3 0 g P h e n o l m it 2 0 ccm F o rm a ld e h y d lö s u n g ( 4 0 % ) 1 2 3 u n d fü g t 2 g N a triu m b is u lfa t, g e lö st in 10 b is 15 ccm W asser, h in z u 4 5. D as Ganze w ir d in e in e m R u n d k o lb e n m it a u fg e se tzte m R ü c k flu ß k ü h le r am D ra h tn e tz e rw ä rm t. Es t r i t t p lö tz lic h e s A u f schäum en ein, w o ra u f die R e a k tio n ohne w e ite re W ä rm e z u fu h r zu E n d e lä u ft, w as d u rc h A u ftre te n e in e r s ta rk e n T rü b u n g e rs ic h tlic h w ir d . D a n n w ir d f ü r e in ig e S eku n d e n in eine S chale k a lte n W a sse rs g e ta u c h t. Es b ild e n sich z w e i S chichten, w o v o n d ie eine den N o v o la c k , d ie andere W asser, S äure u n d V e ru n re in ig u n g e n e n th ä lt. V e rw e n d e t m a n v o lls tä n d ig re in e s P henol, so e m p fie h lt es sich, diesem eine S p u r A liz a r in zuzusetzen, u m den L a c k g e lb lic h zu fä rb e n , d a sonst d ie B ild u n g d e r b e id e n S c h ich te n n ic h t g u t s ic h tb a r w ir d . V e rs u c h s d a u e r: 5 b is 10 M in .

I I . A m i n o p l a s t e . D a ru n te r v e rs te h t m a n K u n s ts to ffe , h e rg e s te llt d u rc h E in w ir ­ k u n g v o n A ld e h y d e n a u f v o rw ie g e n d a ro m a tis c h e A m in e , m it u n d ohne K o n d e n s a tio n s ­ m itte l 6.

1 H . Li n d n e r: Diese Z. 48, 215 (1935).

2 S. B . Ba m b e r g e r: Diese Z. 44, 265 (1931).

3 Nach F. Po l l a k und F. Ri e s e n f e l d sind auf 1 Mol Phenol 0,86 Mol Form aldehyd anzuwenden, da ein Formaldehydüberschuß bereits Harze anderen Charakters ergibt. An Stelle des Formalde- hyds können auch 8 g /?-Polyoxymethylen ohne Kondensationsm ittel angewendet werden. V gl. Z. angew.

Chem. 43, 1131 (1930).

4 M it V o rte il können auch an Stelle von N atriu m b isu lfa t einige Tropfen Salzsäure oder einer anderen Säure verwendet werden. V gl. E ngl. P at. 159461; Chem. Z entralbl. 1921, IV , 133.

5 V gl. P. Ha l l e r und H . Ka f p e l e r: Schweiz. Pat. 123515; Chem. Z entralbl. 1928, I, 1585;

W . Hi l d e b r a n d: D .R .P. 452009, 453276; Chem. Zentralbl. 1928, I, 2464.

D iese S to ffe ha b e n als solche g e rin g e re te ch n isch e B e d e u tu n g . Sie fin d e n V e r ­ w e n d u n g z u r H e rs te llu n g v o n P re ß te ile n u n d H a rtp a p ie r. F ü r d ie L a c k in d u s trie als K o p a le rs a tz w ic h tig s in d je d o c h d ie „ A lb e r to le “ , w e lch e aus A m in o p la s te n d u rc h V e r ­ schm elzen m it K o lo p h o n iu m e rh a lte n w e rd e n .

F ü r den S c h u lv e rs u c h e ig n e t sich d ie V o rfü h r u n g d e r B ild u n g v o n A m in o p la s te n in fo lg e des ra sch e n u n d d e u tlic h s ic h tb a re n R e a k tio n s v o rg a n g e s sehr g u t.

V e r s u c h 4 : I n e in e n R u n d k o lb e n m it a u fg e se tzte m R ü c k flu ß k ü h le r w e rd e n 40 ccm F o rm a lin (4 0 % ) u n d 5 ccm S ch w e fe lsä u re (1 :1 ) gegeben. A u s e in e m T r o p ftr ic h te r lä ß t m a n d a n n ra s c h 25 g A n ilin zuflie ß e n . N a c h e in ig e n Sekunden t r i t t ä u ß e rst h e ftig e R e a k tio n ein, d ie d u rc h le b h afte s S chäum en u n te r W ä rm e e n w ic k lu n g b e m e rk b a r w ird . V e rs u c h s d a u e r: 1 b is 2 M in .

E in e W ä rm e z u fu h r is t n ic h t n o tw e n d ig , da die a n fa n g s d u rc h B ild u n g v o n A n ilin ­ s u lfa t entstehende W ä rm e a u s re ic h t, u m d ie K o n d e n s a tio n des A n ilin s m it F o rm a ld e h y d in G a n g zu b rin g e n . A u s dem R e a k tio n s p ro d u k t k a n n das A n ilin s u lfa t ausgewaschen w e rd e n ; das K o n d e n s a tio n s p ro d u k t, d a n n b e i 115° m e h re re S tunden e rw ä rm t, g ib t eine h a rte , ru b in ro te , g la s a rtig e Masse.

V e r s u c h 5: B e re its d u rc h bloßes V e rrü h re n in einem B e ch e rg la se m it F o rm ­ a ld e h y d u n d A n ilin im oben angegebenen M e n g e n v e rh ä ltn is is t d ie K o n d e n s a tio n d u rc h ­ fü h rb a r. M a n e rh ä lt so eine e in h e itlic h e Masse, die sich ü b e r dem ausgeschiedenen W a s s e r absetzt. D e r so d u rc h g e fü h rte V e rs u c h b e a n s p ru c h t je d o c h eine etw as lä n g e re Z e it als b e i d e r v o rh e r b e sprochenen V o rfü h ru n g . V e rs u c h s d a u e r: 5 b is 10 M in .

W i ll m a n das G ießen in F o rm e n v e rfü h re n , so e ig n e t s ich d a zu d e r nachstehend beschriebene V e rsu ch . A ls F o rm e n v e rw e n d e t m a n a m besten a lte P ro b e rö h rc h e n , die na ch dem E rk a lte n z e rsch la g e n w e rd e n , u m d a ra u s das F o rm s tü c k zu e rh a lte n .

V e r s u c h 6 : 3 0 g te ch n . N a p h th y la m in w e rd e n m it 2 0 g B e n z a ld e h y d a n g e rü h rt, w o b e i d e r ganze A n s a tz in eine zähe, h e llg e lb e Masse ü b e rg e h t, w e lch e d u rc h g e lin d e s E rh itz e n zu m S chm elzen g e b ra c h t w ir d u n d d a n n in F o rm e n gegossen w e rd e n k a n n . B e im A b k ü h le n e rh ä lt m a n e in h e llg e lb e s , h a rte s P ro d u k t. V e rs u c h s d a u e r: 10 bis 15 M in .

I I I . P o l l o p a s . D ie u n te r diesem N am en b e k a n n te n K u n s ts to ffe g e h ö re n e ig e n t­

lic h in d ie K la sse d e r A m in o p la s te , d a sie d u rc h K o n d e n s a tio n v o n K a rb a m id e n o d e r S u lfo k a rb a m id e n m it F o rm a ld e h y d e rh a lte n w e rd e n . Sie so lle n h ie r je d o c h w e g e n ih r e r g ro ß e n te ch n isch e n W ic h tig k e it u n d V e rb re itu n g g e s o n d e rt besprochen w e rd e n .

D ie ersten V e rsu ch e , aus H a rn s to ff u n d F o rm a ld e h y d K u n s th a rz e zu e rh a lte n , h a t H . Jo h n1 u n te rn o m m e n , doch e rs t F . Po l l a k u n d K . Rip p e r1 2 is t es g e lu n g e n , b ra u c h ­ b a re h e lle P re ß s to ffe zu e rh a lte n , d ie , n a ch z a h lre ic h e n V e rb e sse ru n g e n , he u te v o n d e r I . G. F a rb e n in d u s trie A .G . in den H a n d e l g e b ra c h t, w egen ih r e r h e rv o rra g e n d e n L ic h t ­ b e s tä n d ig k e it, F a rb e n fre u d ig k e it u n d a n d e re r w e rtv o lle n E ig e n s c h a fte n eine g ro ß e K o n ­ k u rre n z m it den P h e n o p la ste n d a rs te lle n u n d diese auch schon in ve rsch ie d e n e n E r ­ z e u g u n g szw e ig e n v e rd r ä n g t haben.

D as zu m H e iß p re sse n v e rw e n d e te P re ß p u lv e r, sow ie d ie e n e rg isch e K o n d e n s a tio n s ­ re a k tio n , k a n n d u rc h d e n n a ch ste h e n d besch rie b e n e n S c h u lv e rs u c h v e ra n s c h a u lic h t w e rd e n .

V e r s u c h 7: 20 g H a rn s to ff w e rd e n in e in e m B e ch e rg la se m it 30 ccm F o rm a lin (4 0 % ) v e rm is c h t u n d la n g s a m a m D ra h tn e tz e rw ä rm t. Es t r i t t z u e rs t L ö s u n g u n d d a n n p lö tz lic h e , e x p lo s io n s a rtig e U m s e tz u n g ein, in d e m e in festes, w eißes P u lv e r g e ­ b ild e t w ir d . U m ein V e rs p ritz e n zu v e rm e id e n , e m p fie h lt es sich b e i diesem V e rsu ch , ü b e r das B e ch e rg la s, in w e lc h e m d ie R e a k tio n v o rg e n o m m e n w e rd e n s o ll, e in zw eites, w e se n tlich g rö ß e re s B e c h e rg la s zu stü lp e n . V e rs u c h s u c h s d a u e r: 2 b is 3 M in .

1 H . Jo h n: Engl. P at. 151016; Am erik. Pat. 1355834; Chem. Z entralbl. 1921, I I , 192.

2 F . Po l l a k u. K . Ri p p e r: Chem.-Zgt. 1924, 569. P a te n tlite ra tu r siehe Ul l m a x n: Enzyklopädie der technischen Chemie, 2. A u fl., Fd. V II, S. 13. 1931.

U m e in g la s a rtig e s plastisches M a te ria l zu e rh a lte n , v e r fä h r t m a n fo lg e n d e rm a ß e n . V e r s u c h 8 : 1 0 g S c h w e fe lh a rn s to ff w e rd e n in 20 ccm 4 0 % - F o r m a lin in d e r H itz e g e lö st u n d so la n g e u n te r U m s c h w e n k e n o d e r U m rü h re n e rh itz t, b is V e rd ic k u n g zu h o n ig a r tig e r K o n s is te n z e in tr itt. N a c h raschem A b k ü h le n e rh ä lt m a n ein g la s ä h n lic h e s , p la stisch es P ro d u k t. D as E rw ä rm e n m uß v o rs ic h tig d u rc h g e fü h rt w e rd e n , da d u rc h Ü b e rh itz u n g le ic h t Z e rs e tz u n g u n te r M e rk a p ta n b ild u n g e in tre te n k a n n . V e rs u c h s d a u e r:

u n g e fä h r 10 M in .

IV . G l y p t a l . U n te r G ly p ta le n v e rs te h t m a n K u n s th a rz e , e rh a lte n d u rc h K o n d e n ­ s a tio n v o n G ly c e rin o d e r P o ly g ly c e rin e n m it P h th a ls ä u re a n h y d rid o d e r a n d e re n , m in d e ste n s zw eibasischen o rg a n is c h e n S äuren. A u c h h ie r tre te n d ie g e b ild e te n H a rz e in d re i S tu fe n 1 a u f, ä h n lic h w ie d ie B a k e lite . D as E n d p ro d u k t s te llt eine n ic h t e r­

w e ic h b a re , u n lö s lic h e , w a sse rb e stä n d ig e , g la s h a rte Masse d a r, w e lch e d u rc h la n g es E rh itz e n e rh a lte n w ir d . D u rc h Z usatz v o n b e s tim m te n M e ta llo x y d e n als w a s s e re n t­

ziehende M itte l k a n n d ie se r V o rg a n g b e s c h le u n ig t w e rd e n 1 2.

D ie G ly p ta le fin d e n b e i d e r F ir n is - u n d L a c k h e rs te llu n g A n w e n d u n g .

V e r s u c h 9: M a n v e rm is c h t 1 5 g e ntw ässertes G ly c e rin m it 3 0 g P h th a ls ä u re ­ a n h y d rid 3 u n d 3 b is 5 g C a lc iu m - o d e r M a g n e s iu m o x y d zu e in e m B re i u n d e rh itz t in e in e r P o rz e lla n s c h a le so la n g e , b is d ie h e ftig e K e a k tio n a b k lin g t. D a n n s te ig e rt m a n u n te r s tä n d ig e m R ü h re n d ie T e m p e ra tu r a u f 200° u n d e rw ä rm t, b is V e rd ic k u n g e in tr itt. B e im E rk a lte n e rh ä lt m a n eine g la s h a rte , g e lb lic h e Masse. V e rs u c h s d a u e r:

15 bis 20 M in .

B . P o l y m e r i s a t i o n s p r o d u k t e .

W e n n d ie E n ts te h u n g d e r v o rh e r b e sch rie b e n e n K u n s ts to ffe d u rc h K o n d e n s a tio n b e d in g t w a r, so s o lle n n u n K u n s ts to ffe besp ro ch e n w e rd e n , d ie d u rc h P o ly m e ris a tio n g e b ild e t w e rd e n .

V o n d e n z a h lre ic h e n P ro d u k te n d ie s e r A r t seien n u r d ie b e k a n n te s te n g e n a n n t.

So fln d e t das P o ly s ty ro l, u n te r dem H a n d e ls n a m e n „ T r o l i t u l “ , fü r S p ritzg u ß m a sse n v ie ls e itig e V e rw e n d u n g . W e itg e h e n d e A n w e n d u n g h a t a uch das P o ly v in y lc h lo r id d u rc h d ie d a ra u s e rze u g te n „M ip o la m “ -R o h rle itu n g e n g e fu n d e n . A ls Im p rä g n ie r m itte l, a b e r auch f ü r L a c k e , haben sich P o ly a c ry ls ä u re e s te r b e w ä h rt. N a c h ja h rz e h n te la n g e r A r b e it is t es Ö. Ro h m4 5g e lu n g e n , das o rg a n is c h e G las, „ P le x ig la s “ g e n a n n t, d u rc h P o ly ­ m e ris a tio n v o n M e ta c ry ls ä u re e s te rn zu e rh a lte n . I m V o rd e rg r u n d a lle r K u n s ts to ffe steht je d o c h heute d e r „B u n a -K a u ts c h u k “ , e rh a lte n d u rc h P o ly m e ris a tio n v o n B u ta d ie n u n d B e h a n d lu n g m it S ch w e fe l.

V . P o l y s t y r o l . In fo lg e d e r v e rh ä ltn is m ä ß ig s c h w ie rig e n B e s c h a ffu n g s m ö g lic h k e it d e r A u s g a n g s p ro d u k te u n d d e r la n g e n P o ly m e ris a tio n s d a u e r e ig n e t sich f ü r den S c h u l­

v e rs u c h n u r das le ic h te r z u g ä n g lic h e S ty ro l.

V e r s u c h 1 0 : 20 b is 30 g m onom eres, n ic h t s ta b ilis ie rte s 6 S ty ro l w ir d 1 b is 2 S tu n d e n a m R ü c k flu ß k ü h le r b e i u n g e fä h r 150° e rw ä rm t, b is a llm ä h lic h V e rd ic k u n g e in tr itt . B e i ra sch e m E rk a lte n e rh ä lt m a n eine g la s a rtig e , h a rte , v o m R e a ktio n sg e fä ß e le ic h t e n tfe rn b a re Masse. L ä ß t m a n la n g s a m a b k ü h le n , so k ö n n e n aus d e r im z ä h ­ flü s s ig e n Z u sta n d e b e fin d lic h e n Masse F ä d e n gezogen w e rd e n , w e lch e an d e r L u f t ra sch e rs ta rre n . D ie la n g s a m e rk a lte n gelassene Masse h a fte t am Glase sehr fest, u n d v e r ­ su ch t m a n das P ro b e g la s zu ze rsch la g e n , so w ir d d o rt, w o e in B e la g des P o ly s ty ro ls v o rh a n d e n is t, n u r Z e rs p litte ru n g , n ic h t a b e r v o lls tä n d ig e r Z e rfa ll des Glases e in tre te n (S ich e rh e itsg la s).

1 L . We i s b e r g: Am erik. P at. 1413144, 1413145; Chem. Z entralbl. 1923, IV , 368.

2 J. G. Wr i g h t: E ngl. Pat. 236591; Chem. Z entralbl. 1926, I I , 1473.

3 V gl. J. H . Sc h m i d t: A m erik. P at. 1663183; Chem. Z entralbl. 1928, I, 2464.

4 O. Ro h m: Engl. P at. 304681; Chem. Z entralbl. 1929, I I , 487; Eranz. P at. 663711; Chem.

Z entralbl. 1929, I I , 3068.

5 Verwendet man stabilisiertes S tyrol, so muß dieses vorher vom S tabilisator ab d e stillie rt werden.

F ü r den V o rle s u n g s v e rs u c h e m p fie h lt es sich, d ie P o ly m e ris a tio n am T a g e v o rh e r d u rc h z u fü h re n , u n d d a n n in d e r U n te rric h ts s tu n d e das e rh a lte n e P ro d u k t n u r d u rc h E rw ä rm e n zu e rw e ich e n , u m das F a d e n zie h e n o d e r F o rm e n zu zeigen.

D ie R e a k tio n k a n n n ach I . Os r o m i s l e n s k y 1 d u rc h Z usatz vo n P e ro x y d e n , besonders B e n z o y lp e ro x y d , be i T e m p e ra tu re n v o n 170° b is 180° b e s c h le u n ig t w e rd e n .

N ic h t z u le tz t m ö ch te ich dem In s titu ts v o rs ta n d , H e rrn P ro f. D r. L . An s c h ü t z, an d ie s e r S te lle f ü r das Z u s ta n d e k o m m e n d e r v o rlie g e n d e n A r b e it u n d d ie Ü b e rla s s u n g d e r e in s c h lä g ig e n L ite ra tu rq u e lle n m e in e n h e rz lic h s te n D a n k aussprechen.

Brünn, Deutsche Technische Hochschule, Organisch-chemisches Institut.

Kleine Mitteilungen.

Einige Versuche zur inneren Reibung.

Von Joh. Rademacher in B erlin-H erm sdorf.

B esteht zw isch e n z w e i K ö rp e rn R e ib u n g , so k a n n m a n d ie B e tra c h tu n g a u f die V o rg ä n g e in d e r B e rü h ru n g s flä c h e b e s c h rä n k e n , fa lls b e id e K ö rp e r fe st s in d . Is t a b e r e in e r v o n ih n e n flü s s ig o d e r g a s fö rm ig , so m uß m a n d ie B e tra c h tu n g a u f d ie V o r ­ g ä n g e im In n e r n dieses K ö rp e rs in d e r N ä h e d e r G re n z flä c h e ausdehnen u n d b e rü c k ­ sic h tig e n , daß es in F lü s s ig k e ite n u n d Gasen eine „in n e re R e ib u n g “ o d e r „ Z ä h ig ­ k e i t “ g ib t. D ie Gesetze d ie s e r in n e re n R e ib u n g s in d w e s e n tlic h a n d e re als b e i d e r R e ib u n g zw isch e n fe ste n K ö rp e rn , u n d es is t d a h e r

e rw ü n s c h t, das W esen u n d d ie W ir k u n g d ie s e r in n e re n R e ib u n g dem S c h ü le r d u rc h V ersuche nahe zu b rin g e n .

E in e sehr e in fa c h e u n d e in d ru c k s v o lle A n o rd n u n g , d u rc h d ie d e r B e g r iff d e r in n e re n R e ib u n g e in g e fü h rt w e rd e n k a n n , w u rd e b e re its 1926 vo n Pr z ib r a m (P h y s ik . Z., S. 830) angegeben. D ie V e rs u c h s a n o rd n u n g is t in S c h u lk re is e n w e n ig b e k a n n t. D as G e rä t be­

steht aus e in e r K a m m e r, d ie eine L u ftm e n g e vo n e tw a 2 ccm In h a lt absch lie ß t. D ie K a m m e r lä ß t sich aus e in e r q u a d ra tis c h e n M e s s in g p la tte h e rs te ile n , die e tw a 5 m m d ic k is t u n d eine H ö h e u n d B re ite v o n e tw a 4 cm h a t. Sie e rh ä lt ein e n q u a d ra tis c h e n A u s ­

s c h n itt v o n e tw a 2 cm S e itenlänge, so daß d ie stehen b le ib e n d e n R ä n d e r e tw a 1 cm b re it sin d . A u s dem so g e b ild e te n R a h m e n w ir d d u rc h A n k le m m e n je e in e r G la s p la tte a u f d e r V o rd e r- u n d R ü c k s e ite d ie V e rs u c h s k a m m e r h e rg e s te llt (F ig . 1).

D ie S e ite n w ä n d e w e rd e n in d e r M itte m it g e n a u g e g e n ü b e rlie g e n d e n B o h ru n g e n v o n e tw a 2 m m D u rch m e sse r ve rsehen, so daß s ich eine S tric k n a d e l le ic h t u n d ohne S p ie l h in d u rc h s c h ie b e n lä ß t. In d e r M itte des obe re n u n d u n te re n R andes s in d eben­

fa lls B o h ru n g e n a n g e b ra c h t (D u rc h m e s s e r e tw a 3 m m ). D ie o b e re B o h ru n g w ir d n ic h t g a n z d u rc h g e fü h rt; das u n te rs te S tü c k d ie s e r B o h ru n g is t n u r 2 m m w e it, so daß im L o c h ein A b s a tz e n tste h t, d u rc h den e in h in e in g e s te c k te s G la s rö h rc h e n am H in d u r c h ­ ru ts c h e n v e rh in d e rt w ir d . D ie K a m m e r is t m it e in e m S tie l ve rse h e n , so daß sie m it H ilfe v o n S ta tiv te ile n le ic h t v o r ein e m B ild w u r fg e r ä t b e fe s tig t w e rd e n k a n n .

Z u r A u s fü h ru n g des V ersuches w ir d in das u n te re L o c h d e r K a m m e r e in G la s ­ rö h rc h e n g e ste ckt, d u rc h das ein m it A m m o n ia k d ä m p fe n b e la d e n e r L u fts tr o m in d ie K a m m e r g e s c h ic k t w ir d . M an b lä s t h ie rz u d ie L u f t d u rc h eine W aschflasche, in d e r e in ig e K u b ik z e n tim e te r A m m o n ia k e n th a lte n s in d . N a c h d e m das u n te re R o h r w ie d e r 1

1 I. Os r o m i s l e n s k y: Am erik. P at. 683402, 683404; Chem. Zentral bl. J 929, I I , 2500; Chem.

Z entralbl. 1929, I , 2246.

F ig . 1.

Gerät zur Bestim m ung der inneren R eibung von L u ft, nach Pr z ib r a m.

e n tfe rn t is t, setzt m a n in d ie obere B o h ru n g ein passendes G la s ro h r, das v o rh e r in S alzsäure g e ta u c h t w ir d . E in T ro p fe n d e r S äure b le ib t im R o h r h ä n g e n u n d die in d e r K a m m e r na ch u n te n s in k e n d e n S a lz s ä u re d ä m p fe geben m it dem A m m o n ia k S a lm ia k n e b e l, die w ie e in fe in e r F a d e n s e n k re c h t n ach u n te n s in k e n . Sie tre ffe n h ie rb e i d ie S tric k n a d e l; w ir d diese h in - u n d h e rb e w e g t, so w ir d d e r S a lm ia k fa d e n v o n d e r N a d e l m itg e n o m m e n u n d es e n tste h t e in B ild , w ie es in d e r F ig . 1 a n g e d e u te t ist.

Im S c h u lu n te rric h t w ir d m a n diesen V e rs u c h e tw a fo lg e n d e rm a ß e n a u s w e rte n k ö n n e n : N a c h d e r F e s ts te llu n g d e r T a tsa ch e , daß e in K ö r p e r in b e w e g te r L u f t e in e n W id e r ­ sta n d e rfä h rt, w ir d sich d ie F ra g e erheben, ob d ie s e r W id e rs ta n d ä h n lic h w ie b e i festen K ö rp e rn d u rc h R e ib u n g s k rä fte e r k lä r t w e rd e n k a n n . Es is t also fe s tz u ­ s te lle n , ob solche R e ib u n g s k rä fte v o rh a n d e n s in d u n d w ie g ro ß sie s in d . H ie rb e i m uß v e rm ie d e n w e rd e n , daß a n d e re E in flü sse das E rg e b n is v e rfä ls c h e n , v o r a lle m

also m uß ein V e rd rä n g e n v o n L u f t d u rc h den b e ­ w e g te n K ö r p e r ausgeschlossen w e rd e n . D ie a n g e ­ gebene V e rs u c h s a n o rd n u n g e r f ü llt diese B e d in g u n g ; w e n n , w ie es d e r V e rs u c h z e ig t, d u rc h den b e ­ w e g te n K ö r p e r a u f d ie L u f t K r ä fte ü b e rtra g e n w e r ­ den, so k a n n n u r d ie R e ib u n g d ie U rs a c h e sein. M a n e rk e n n t b e i dem V e rs u c h auch den g ru n d le g e n d e n U n te rs c h ie d z w is c h e n d e r R e ib u n g an d e r O b e r­

fläche fe s te r K ö r p e r u n d d e r R e ib u n g , d ie b e i d e r L u f t zu beo b a ch te n is t. B e i fe ste n K ö rp e rn fin d e t e in G le ite n d e r K ö r p e r a n e in a n d e r s ta tt u n d die Ü b e rtra g u n g v o n K r ä fte n is t a u f d ie G re n zflä ch e n d e r b e id e n K ö rp e r b e s c h rä n k t. D e r V e rs u c h z e ig t, daß d ie L u f t sich g a n z a n d e rs v e r h ä lt: d ie d e r N a d e l a n lie g e n d e L u fts c h ic h t b e w e g t sich m it d e r­

selben G e s c h w in d ig k e it w ie d ie N a d e l, d ie R e ib u n g zw is c h e n b e id e n is t also „u n e n d lic h g ro ß “ . D ie w e ite r e n tfe rn te n L u fts c h ic h te n w e rd e n in d e r B e ­ w e g u n g s ric h tu n g m itg e ris s e n , u n d z w a r m it e in e r G e s c h w in d ig k e it, d ie m it d e r E n tfe rn u n g a b n im m t. Es tre te n also d u rc h die a n e in a n d e r v o rb e ig le ite n d e n L u fts c h ic h te n K r ä fte a u f, d ie v o n d e r R e la tiv b e w e g u n g d ie s e r L u f t ­ sch ich te n a b h ä n g e n u n d d ie m a n als „in n e re R e ib u n g “ bezeichnet.

I n g a n z e n ts p re c h e n d e r W e ise lä ß t sich d e r V e rs u c h a u ch m it e in e r F lü s s ig k e it (W a sse r) a u s fü h re n . D as h ie rz u b e n u tz te G e rä t is t in F ig . 2 d a rg e s te llt. D e r T ro g , in dem sich das W a s s e r b e fin d e t, is t in n e n e tw a 8 cm b re it, 18 cm h o ch u n d 1 cm d ic k . E r w ir d aus H o lz le is te n v o n 1 cm S tä rk e h e rg e s te llt, a u f d ie a u f b e id e n S e ite n G la s ­ p la tte n g e k le b t s in d (m itte ls K o liä s a n o d e r d e rg l.). I n d e r M itte d e r S e ite n w ä n d e sin d M e s s in g rö h re n v o n 5 m m äuß erem D u rch m e sse r u n d 3 m m lic h te r W e ite e in g ese tzt (m it K o h ä s a n e in g e k le b t), d u rc h d ie e in S ta h ls ta b v o n 3 m m D ic k e g e s te c k t w ir d . Z u r S ic h tb a rm a c h u n g d e r R e ib u n g w ir d v o n oben h e r e in z u r S p itze ausgezogenes G la s ro h r in d ie F lü s s ig k e it g e h ä n g t, das e tw a 1 cm v o m u n te re n E n d e eine se itlic h e Ö ffn u n g b e s itz t. W e n n in das R o h r ein K ö rn c h e n K a liu m p e rm a n g a n a t g e b ra c h t w ird , so s in k t e in s c h a rf b e g re n z te r, s ta r k g e fä rb te r F lü s s ig k e its s tra h l n a ch u n te n . B e im B e w e g e n des S tahlstabes z e ig t sich dasselbe B ild w ie b e i d e r L u ft . Das W a sse r h a fte t auch h ie r an dem S tab u n d eine Ü b e rtra g u n g vo n S c h u b k rä fte n a u f e n tfe rn te re W a s s e rte ilc h e n e rfo lg t n u r d u rc h in n e re R e ib u n g . B e m e rk e n s w e rt is t, daß die F lü s s ig ­ k e it auch d a n n an d e r O b e rflä ch e des b e w e g te n K ö rp e rs h a fte t, w e n n d e r S ta h lsta b e in g e fe tte t is t, w e n n also d ie F lü s s ig k e it b e im E in ta u c h e n n ic h t d e n S tab b e n e tzt.

D ie Ü b e rtra g u n g v o n K rä fte n d u rc h R e ib u n g v o n e in e m festen K ö rp e r a u f eine F lü s s ig ­ k e it w ir d also im m e r d u rc h d ie in n e re R e ib u n g b e w irk t, das M a te ria l des festen K ö rp e rs is t fü r d ie G röße d e r a u ftre te n d e n K r ä fte ohne E in flu ß , da d ie „ä u ß e re

F ig . 2. V ersuchsanordnungvonP R ZiB R AM f ü r W asser.

R e ib u n g “ b e i je d e m M a te ria l „u n e n d lic h g ro ß “ is t im V e rh ä ltn is z u r in n e re n R e ib u n g . D aß tro tz d e m d ie O b e rflä c h e n b e s c h a ffe n h e it des K ö rp e rs eine R o lle s p ie lt, is t a u f a n d e re U rs a c h e n z u rü c k z u fü h re n . Es w ir d d e r S trö m u n g s v e rla u f in d e r N ä h e des K ö rp e rs d u rc h V o rs p rü n g e u m g e s ta lte t u n d d a m it d ie gesam te S trö m u n g auch in g rö ß e re r E n tfe rn u n g b e e in flu ß t.

b e i S c h m ie rm itte ln (ö le n ) t r i t t G re n zflä ch e e in . D iese S onder- D ie im v o rh e rg e h e n d e n g e m achte A n g a b e , daß d ie R e ib u n g z w isch e n festem K ö rp e r u n d F lü s s ig k e it o d e r Gas u n e n d lic h g ro ß is t u n d d a h e r e in H a fte n an d e r G re n zflä ch e e in tr itt, t r i f f t fü r e in ig e S o n d e rfä lle n ic h t zu, z. B. w e n n es sich u m e in Gas v o n e x tre m n ie d rig e m D ru c k h a n d e lt. A u c h

w a h rs c h e in lic h e in G le ite n d e r F lü s s ig k e it an d e r fä lle k ö n n e n a b e r h ie r a u ß e r a ch t gelassen w e rd e n . W ie g ro ß d ie K r ä fte sin d , d ie d u rc h d ie in n e re R e ib u n g e rz e u g t w e rd e n , lä ß t sich aus dem V e rs u c h n ic h t e rk e n n e n . Es lä ß t sich a uch n ic h t abschätzen, ob diese K r ä fte ausreichen, u m den ta ts ä c h lic h b e o b ­ ach te te n W id e rs ta n d eines K ö rp e rs in s trö m e n d e r L u f t zu e rk lä re n . W i ll m a n diese F ra g e entscheiden, so m u ß d ie G röße des R e ib u n g s fa k to rs d e r L u f t o d e r des W assers gemessen w e rd e n , o d e r m a n m u ß zum m in d e s te n aus einem V e rs u c h u n g e fä h r d ie G rö ß e n ­ o rd n u n g dieses F a k to rs a b schätzen k ö n n e n . F ü r W a s s e r u n d an d e re F lü s s ig k e ite n k a n n das d u rc h eine v e rh ä ltn is m ä ß ig e in fa c h e A n o rd n u n g geschehen.

H ie rb e i kö n n e n , w e n n au ch in etw as ro h e r W eise, die Gesetze d e r in n e re n R e ib u n g a b g e le ite t w e rd e n . D as b e n u tz te G e rä t is t in F ig . 3 s k iz z ie rt. Es w u rd e a b s ic h tic h re c h t e in fa c h a u s g e fü h rt, g e s ta tte t a b e r doch, eine R eihe w ic h tig e r T a ts a c h e n z u e rk e n n e n .

D as G e rä t besteht aus e in e m Z y lin d e r, d e r k o a x ia l in einem z w e ite n ro tie re n k a n n ; in den Z w is c h e n ra u m z w is c h e n b e id e n Z y lin d e r n w ir d d ie z u u n te rsu ch e n d e F lü s s ig k e it g e b ra c h t. D ie Z e it, d ie e in an d e r Achse

d u rc h ein e n S c h n u rtrie b w irk e n d e s G e w ic h t z u m D u rc h fa lle n e in e r b e s tim m te n S tre cke b ra u c h t, w ir d als M aß f ü r d ie in n e re R e ib u n g o d e r Z ä h ig k e it q d e r F lü s s ig k e it g e ­ n o m m e n u n d g e s ta tte t eine ro h e A b s c h ä tz u n g d e r G rö ß e n o rd n u n g v o n q.

Fig. 3. V orrichtu ng zur Bestimmung der Zähig keit von Flüssigkeiten.

H a lte r F (G run driß).

A ls äußeres G efäß w ir d ein R e agenzglas v e rw e n d e t; e in g u t ausgedrehtes R o h r w ü rd e z w a r eine g rö ß e re G e n a u ig k e it ergeben, da a b e r n u r eine ro h e V e rg le ic h u n g d e r Z ä h ig k e ite n b e a b s ic h tig t ist, w u rd e w egen d e r g rö ß e re n A n s c h a u lic h k e it diese A n o rd n u n g g e w ä h lt. W e il v e rg lic h e n m it dem zu m essenden E ffe k t d ie u n v e rm e id lic h e L a g e rr e ib u n g b e i dem e in fa c h e n G e rä t re c h t g ro ß is t, k a n n m a n eine n e n n e n s w e rte G e n a u ig k e it o h n e h in n ic h t e rw a rte n . D e r in n e re Z y lin d e r h a t e in e n e tw a 1,5 m m k le in e re n D u rc h m e s s e r, als d ie lic h te W e ite des R e a g e n z ro h re s b e trä g t. U m ih n m ö g ­ lic h s t le ic h t z u m achen, k a n n m a n ih n aus e in e m M e s s in g ro h r h e rs te lle n , das an den E n d e n d u rc h e in g e lö te te M e s s in g s tü c k e v e rsch lo sse n is t. S eine A chse, d ie aus einem e tw a 3 m m s ta rk e n S ta h ls ta b (S tric k n a d e l) b e ste h t, h a t u n te n eine s tu m p fe S p itze , d ie in e in e r fla ch e n k o n is c h e n V e rtie fu n g eines M e ta lls tü c k s B ru h t, das g e ra d e in das R e a g e n z ro h r h in e in p a ß t. Es is t z u e m p fe h le n , s ich aus e in e m V o r r a t v o n R e a g e n z ­ g lä s e rn eine R e ih e v o n passenden a u szu su ch e n ; das M e ta lls tü c k m uß b e im Loslassen g a n z la n g s a m n a c h u n te n g le ite n . D ie F ü h ru n g des a n d e re n A chsenendes e rfo lg t d u rc h d ie B o h ru n g eines M e ta lls tü c k c h e n s C, das d u rc h eine S ch ra u b e D g e h a lte n w ir d , so daß es sich u m e in G e rin g e s v e rs te lle n lä ß t u n d e in J u s tie re n d e r Achse g e s ta tte t. D as R e a g e n zg la s is t le ic h t a u s w e c h s e lb a r; sein oberes E n d e p a ß t in e in

e n tsp re ch e n d g e fo rm te s M e ta lls tü c k E : u n te n le g t es sich s e itw ä rts geg e n e in e n H a lte r F , gegen den es d u rc h e in G u m m ib a n d g e d rü c k t w ir d . H ie rd u r c h w ir d e rre ic h t, daß es n ach dem H e ra u s n e h m e n s o fo rt w ie d e r in d ie r ic h tig e L a g e g e b ra c h t w e rd e n k a n n . V o n u n te n h e r w ir d es d u rc h e in S tü c k e in e r b re ite n U h rfe d e r g e h a lte n , d ie m it e in e r S ch ra u b e an dem G e ste ll, das das Ganze tr ä g t, b e fe s tig t is t, so daß sie sich z u r Seite d re h e n lä ß t u n d ein le ich te s A u s w e c h s e ln des R e agenzglases e rm ö g lic h t. A u ß e r dem P rü fg la s w ir d n o ch e in zw eites, w e ite re s G las g e b ra u c h t. M an w ä h lt es so w e it, daß das R e a g en zg la s g e ra d e h in e in p a ß t. D a m a n es n ic h t, w ie das P rü fg la s , z u e r­

w ä rm e n b ra u c h t, k a n n es aus e in e m S tü c k e in e r passenden G la s rö h re h e rg e s te llt w e rd e n . U n te n is t es d a n n d u rc h e in e n K o rk e n zu v e rs c h lie ß e n . F ü r dieses z w e ite R o h r is t n a tü r lic h auch e in passendes F ü h ru n g s s tü c k B a n z u fe rtig e n . D e r H a lte r F w ir d am besten so e in g e s te llt, daß e r f ü r das w e ite re R o h r r ic h tig s te h t; w e n n m a n d a n n das R e a g en zg la s b e im E in se tze n m it e in e m S tü c k c h e n des g le ic h e n G la s ro h rs

u m g ib t, aus dem das w e ite re R o h r h e rg e s te llt w u rd e , so s itz t es b e i d e r g le ic h e n S te llu n g des H a lte rs F r ic h tig .

E in e k le in e M u ffe , d ie a u f d ie Achse g e s c h ra u b t is t, v e rh in d e rt b e im A u s w e c h ­ seln d e r G lä s e r e in H e ra u s fa lle n des M e ta llz y lin d e rs . A n diese M u ffe is t e in S e id e n fa d e n g e k n ü p ft, d e r u m d ie Achse g e s c h lu n g e n w ir d u n d ü b e r eine le ic h te R o lle lä u ft. D u rc h a n g e h ä n g te G e w ic h te v o n 0,5 g b is 4 g se tzt er den Z y lin d e r in D re h u n g . D as R eagens­

g la s w ir d m it d e r zu u n te rs u c h e n d e n F lü s s ig k e it g e fü llt u n d e in G e w ic h t an den F a d e n g e h ä n g t. N a c h D u rc h fa lle n e in e r A n la u fs tre c k e v o n e tw a 8 0 c m , an d e re n E n d e d ie B e w e g u n g g le ic h fö r m ig g e w o rd e n is t, w ir d d ie Z e it, d ie das G e w ic h t zum D u rc h fa lle n d e r M e ß stre cke 20 cm g e b ra u c h t, a b g e s to p p t. Es is t d a ra u f z u a ch te n , daß d e r F a d e n w ä h re n d des D u rc h fa lle n s dieser M e ß stre cke n u r in e i n e r L a g e a u f d e r Achse lie g t.

I n d e r F ig . 4 s in d d ie E rg e b n is s e e in e r M e ß re ih e d a rg e s te llt. A ls A bszisse is t d o rt das a n g e h ä n g te G e w ic h t, als O rd in a te d ie G e s c h w in d ig k e it a u f d e r M e ß stre cke e in g e tra g e n . D ie d u rc h K re u z e b e ze ichn e te n M e ß p u n k te w u rd e n b e i e in e r F ü llu n g m it e tw a 3 0 % -ig e r Z u c k e rlö s u n g e rh a lte n , u n d z w a r d ie W e rte a u f d e r ausgezogenen G e ra d e n I bei dem engen R o h r, d ie a u f d e r g e s tric h e lte n G e ra d e n I I b e i d e m w e ite n R o h r. A ls G e w ic h te w u rd e n S k rip tu re n k la m m e r n v e rw e n d e t, d ie u n te r s ich im G e w ic h t re c h t g u t ü b e re in s tim m te n (0,53 g). M a n sieht, daß d ie M e ß w e rte z ie m lic h gen a u a u f e in e r G e ra d e n lie g e n , d. h. d ie d u rc h d ie in n e re R e ib u n g h e rv o rg e ru fe n e K r a f t is t p ro p o rtio n a l d e r G e s c h w in d ig k e it. D ie G e ra d e n geh e n a lle rd in g s n ic h t d u rc h den N u ll­

p u n k t, da z u m Ü b e rw in d e n d e r L a g e rre ib u n g , d ie f ü r a lle G e s c h w in d ig k e ite n g le ic h g ro ß is t, eine g ew isse K r a f t g e b ra u c h t w ir d .

N a c h F ü llu n g m it W a s s e r e r g ib t sich dasselbe B ild (K re is e b e i I I I u n d I V ) . B ei dem engen R o h re s in d d ie G e s c h w in d ig k e ite n w ie d e r p ro p o rtio n a l d e r w irk e n d e n K r a f t (ausgezogene G erade I I I ) . F ü r das w e ite R o h r ze ig e n sich e rh e b lic h e A b w e ic h u n g e n . N a c h d e m e rste n M e ß w e rt (b e i l ' / 2 K la m m e rn ) s o llte m a n e rw a rte n , daß d ie fo lg e n d e n M e ß w e rte a u f d e r p u n k tie rte n G e ra d e n lie g e n . Sie b le ib e n s ä m tlic h e rh e b lic h d a ru n te r.

D e r G ru n d h ie r fü r ist, daß d ie A n la u fs tre c k e n o ch n ic h t la n g g e n u g w a r, u m eine g le ic h m ä ß ig e B e w e g u n g zu e rre ic h e n . D u rc h besondere Z e ich e n ( • ) s in d n och e in ig e M e ß p u n k te ange g e b e n , d ie m it w a rm e m W a s s e r be i dem engen R o h r e rh a lte n w u rd e n . M an k a n n h ie rz u das R e a g en zg la s n a ch A u s fü h ru n g eines V ersuches m it k a lte m W a s s e r u n m itte lb a r in d e r B u n se n fla m m e e rw ä rm e n u n d w ie d e r einsetzen. D ie G e s c h w in d ig ­ k e ite n s in d be i denselben G e w ic h te n g rö ß e r als b e i k a lte m W asser.

Gewicht

Fig. 4. Ü bersicht über die Ergebnisse bei Wasser und Zuckerwasser.