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Langhoff - -Release Date: April 19, 2020 [EBook #61873] - -Language: German - -Character set encoding: UTF-8 - -*** START OF THIS PROJECT GUTENBERG EBOOK WARUM UND WEIL. *** - - - - -Produced by The Online Distributed Proofreading Team at -https://www.pgdp.net - - - - - - - - - - Anmerkungen zur Transkription - - - Das Original ist in Fraktur gesetzt. Im Original gesperrter Text - ist _so ausgezeichnet_. Im Original in Antiqua gesetzter Text ist - ~so markiert~. Im Original fetter Text ist =so dargestellt=. - - Weitere Anmerkungen zur Transkription befinden sich am Ende des - Buches. - - - - - Otto Ule's - - WARUM UND WEIL. - - Fragen und Antworten - - aus den wichtigsten Gebieten - - der gesammten Naturlehre. - - Für Lehrer und Lernende in Schule und Haus methodisch - zusammengestellt. - - Physikalischer Theil. - - Von - - ~Dr.~ =Otto Ule=. - - Mit 110 in den Text eingedruckten Holzschnitten. - - Vierte Auflage, - - nach dem Tode des Verfassers sorgfältig durchgesehen - - von - - F. Langhoff, - - Direktor der Königl. Gewerbeschule zu Potsdam. - - [Illustration] - - Berlin, 1877. - - Verlag von Karl J. Klemann. - - - - -Uebersetzung in fremde Sprachen bleibt vorbehalten. - - -Buchdruckerei von Gustav Schade (Otto Francke) in Berlin. - - - - -Vorwort. - - -Warum? Das ist die stehende Frage im Kindesmunde, die Eltern und -Lehrern so viel Noth macht, und die man leider so häufig mit der -Antwort zurückweist: Das verstehst Du noch nicht! oder: Das wirst -Du später lernen! Es ist keineswegs, wie man meint, die Frage -bloßer Neugier, sondern die Aeußerung des im Kinde erwachenden -Schlußvermögens. Es ist die Frage, in welcher sich zuerst das Verlangen -kundgiebt, die Gründe dessen zu erfahren, was man sieht und hört. -Es ist aber auch nicht bloß eine kindliche Frage, sondern die Frage -eines Jeden, der von den Erscheinungen zum Gesetze fortzuschreiten -verlangt. Darum tritt sie auch nirgends so häufig und so berechtigt -auf, als in derjenigen Wissenschaft, die es vorzugsweise mit den uns -umgebenden Naturerscheinungen und mit der Erkenntniß ihres gesetzlichen -Zusammenhanges zu thun hat: in der Naturlehre oder Physik. Die Physik -besteht geradezu aus lauter »Warum«'s und »Weil«'s. Darum ist auch -nirgends die Methode des Unterrichts so bestimmt vorgeschrieben, so -gleichsam durch die Sache selbst gegeben, als hier. Wenn mit Recht -darüber geklagt wird, daß der physikalische Unterricht in unseren -Schulen zu wenig leiste, so liegt das einfach an der Verleugnung -dieser naturgemäßen Methode. Man bleibt entweder bei dem bloßen -Anschauungsunterricht stehen, der hier, wo es sich um einen inneren -ursächlichen Zusammenhang handelt, völlig unfruchtbar bleiben muß; -oder man geht gleich von den Gesetzen aus und sucht die Erscheinungen, -statt sie zu erklären, nach der Schablone eines Systems zu ordnen. -Man schafft in dem letzteren Falle nur ein Gedächtnißwerk, das in der -Seele unverarbeitet bleibt und schwerlich befähigt, für jedes später -auftauchende »Warum« auch sein »Weil« zu finden. Diese Erwägungen -waren es, die mich zur Abfassung des vorliegenden Buches bestimmten. -Ich habe darin eine Anzahl physikalischer »Warum«'s und »Weil«'s -zusammengestellt, die den Lehrer beim Unterricht, wie denjenigen, der -darauf angewiesen ist, sein eigener Lehrer aus Büchern zu werden, -in den Stand setzen sollen, von den bekannten Erscheinungen aus zur -Erkenntniß der wichtigsten Gesetze der Physik zu gelangen. Ich habe -dabei vorzugsweise auf solche Erscheinungen Rücksicht genommen, mit -denen der Lernende bereits völlig vertraut ist, oder die ihm mit -Leichtigkeit ohne Hülfe besonders kostspieliger Apparate vorgeführt -werden können. Selbstverständlich muß es immerhin dem Lehrer überlassen -bleiben, je nach der Fassungskraft seiner Schüler, eine Auswahl unter -den vorgeführten Fragen zu treffen. Ebenso wird es jedem Lehrer leicht -sein, durch die Erscheinungen selbst, die er dem Lernenden vor Augen -führt, noch andere vermittelnde oder weitergehende Fragen wach zu -rufen. Wer dann, sei es als Lehrer oder als Lernender, das Bedürfniß -eines eingehenderen und umfassenderen Studiums der Physik empfindet, -den glaube ich auf meine (bei _Ernst Keil_ in Leipzig erschienene) -»populäre Naturlehre« verweisen zu dürfen. - -Die großen Erfindungen der Gegenwart, die so tief in das Leben der -Völker eingreifen, haben die Aufmerksamkeit auf die physikalische -Wissenschaft, aus der sie hervorgingen, mehr als je zuvor gelenkt. Es -ist kaum noch möglich, ohne Schaden und ohne Schande mit ihren Lehren -völlig unbekannt zu bleiben. Selbst die Unterrichtsbehörden wagen -nicht länger, dem physikalischen Unterricht seine gebührende Stellung -in der Volksschule vorzuenthalten. Einem so anerkannten Bedürfniß -gegenüber, glaubte ich, werde jeder Beitrag zu einer Erleichterung -der physikalischen Belehrung willkommen sein, wenn er auch sonst -nicht gerade Neues biete. Insbesondere hoffte ich mit dieser Schrift -manchem Lehrer einen Dienst zu erweisen, indem ich ihn der Mühe und -Schwierigkeit überhob, selbst die geeigneten Naturerscheinungen -aufsuchen zu müssen, aus denen in methodischer Ordnung die wichtigsten -Gesetze abgeleitet werden können. Ich hoffte aber auch den auf -Selbstunterricht Angewiesenen mir zu Dank zu verpflichten, indem -ich den von Zeit zu Zeit in ihm auftauchenden, aber vom Geräusch -des Geschäftslebens übertäubten Fragen einen Ausdruck gab und ihm -vielleicht dazu verhalf, sich besser als bisher in den ihn täglich -umgebenden Erscheinungen zurecht zu finden und in ihren ursächlichen -Zusammenhang einzudringen. - - _Halle a. S._, den 21. November 1867. - - ~Dr.~ Otto Ule. - - - - -Vorwort zur vierten Auflage. - - -Der hochgeachtete Verfasser des vorliegenden, originellen, vom großen -Publikum nach seinem Werthe und seiner Bedeutung richtig geschätzten, -mit freudigem Dank entgegengenommenen physikalischen Fragebüchleins -ist leider durch ein herbes Mißgeschick am 6. August 1876 aus diesem -Leben abberufen worden; sein Name und seine Werke werden fortleben, -weil beide an eine hervorragend befähigte edle Persönlichkeit sich -knüpfen. -- - -Auf Wunsch des Herrn Verlegers habe ich nach dem Tode des Verfassers -es unternommen, die vierte Auflage des physikalischen Theils von Ule's -»Warum und Weil« zu bearbeiten. Fragen und Antworten waren indeß -selbstverständlich so correct, daß ich wenig oder gar nichts daran -zu ändern hatte; ich kann nur sagen, daß ich das Buch bei genauer -Durchsicht lieb gewonnen und in seiner Bedeutung als Volks- und -Schulbuch schätzen gelernt habe. Nichtsdestoweniger haben sich Stellen -gefunden, wo ich auf Grund neuerer Forschungen Aenderungen und Zusätze -vornehmen konnte. Zu einer wesentlichen Vermehrung des Stoffs schien -mir ein Bedürfniß nicht vorhanden zu sein, und so möge denn diese -vierte Auflage die alten Freunde sich erhalten und neue sich erwerben. - -Die selbstständige Bearbeitung des chemischen Theils habe ich -gleichfalls übernommen, und wird derselbe, wenn nicht unvorhergesehene -Störungen eintreten, Ende dieses Jahres dem Publikum übergeben werden -können. - - _Potsdam_, den 25. Mai 1877. - - F. Langhoff. - - - - -Einleitung. - - -Die _Physik_ oder _Naturlehre_ ist die Lehre von den -_Naturerscheinungen_ oder von den Veränderungen in der Körperwelt und -deren Zuständen, so weit sie nicht die innere stoffliche Natur der -Körper betreffen. Man kann aber auch die Physik als die Lehre von den -_Bewegungen_ bezeichnen, da sich alle Naturerscheinungen auf Bewegungen -zurückführen lassen, die freilich selbst nicht immer wahrnehmbar sind, -sondern erst durch ihre Wirkungen erkannt werden können. - -Aufgabe der Physik ist, die Naturerscheinungen zu _erklären_, d. h. sie -auf allgemeine Naturgesetze und Naturkräfte zurückzuführen. - -_Naturgesetz_ ist der einfache Ausdruck für die allgemeinen -Bedingungen, unter welchen eine Naturerscheinung erfahrungsmäßig -erfolgen muß. _Naturkraft_ ist der Ausdruck für die letzte, keineswegs -immer bekannte Ursache, auf welche eine Naturerscheinung zurückgeführt -werden kann. Ein Naturgesetz, das sich nur auf eine beschränkte Anzahl -von Erfahrungen stützt und die Nothwendigkeit einer Erscheinung nur für -gewisse Umstände ausdrückt, ist nur eine vermuthete Wahrheit oder eine -_Hypothese_. - - - - -Allgemeine Eigenschaften der Körper. - - -Allgemeine Eigenschaften der Körper nennt man diejenigen Eigenschaften, -welche durch den Begriff der Körperlichkeit oder Raumerfüllung bedingt -sind und daher allen Körpern unter allen Umständen gemeinsam zukommen. - - - - -Ausdehnung. - - -Jeder Körper nimmt einen Raum ein oder ist _ausgedehnt_. Die Größe des -von einem Körper eingenommenen Raumes nennt man sein _Volumen_ oder -seinen _Rauminhalt_, die Gesammtheit der körperlichen Theile, welche -diesen Raum erfüllen, seine _Masse_, die Art seiner Begrenzung seine -_Gestalt_. Ist die Gestalt eine regelmäßige, von lauter ebenen Flächen -begrenzte, so nennt man den Körper einen _Krystall_. - -Die Ausdehnung eines Körpers wird nach drei Dimensionen gemessen, -nach Länge, Breite und Höhe oder Dicke. Das Längenmaß oder die -Einheit bei Vergleichung verschiedener Längen wurde früher gewöhnlich -vom menschlichen Körper hergenommen. Fuß, Elle, Spanne, Schritt -waren solche Maße, die aber in den verschiedenen Ländern von sehr -verschiedener Länge waren. Jetzt dient ziemlich allgemein bei allen -gebildeten Nationen als Längenmaß das zur Zeit der französischen -Revolution im Jahre 1793 vom Nationalconvent eingeführte _Meter_, -welches dem zehnmillionsten Theile des Erdquadranten gleich ist. Seine -decimalen Theile heißen Decimeter, Centimeter, Millimeter, seine -decimalen Vielfache Dekameter, Hektometer, Kilometer. Ein Meter ist -= 3,1862 alte preußische Fuß. Flächen werden durch das Quadratmeter, -Körper oder Hohlräume durch das Kubikmeter und dessen decimale Theile -und Vielfache gemessen. Ein Kubikdecimeter wird auch ein Liter genannt. -Die Länge der Chausseen, Eisenbahnen und Kanäle wird nach Kilometern -gemessen; 7½ Kilometer bilden eine deutsche oder geographische Meile. -Die Grundstücke in den Städten werden nach Quadratmetern gemessen und -verkauft, früher nach Quadratruthen; 1 Quadratmeter hat 10,15 alte -preußische Quadratfuß; die Quadratruthe enthält 14,18 Quadratmeter. -Acker, Wiesen und Waldflächen wurden früher nach Magdeburger Morgen -berechnet, heute nach _Hektaren_; eine Hektare ist in runder Zahl 4 -Morgen groß (genau 3,9166). Ein Are ist gleich 100 Quadratmeter oder -rund 7 Quadratruthen, 1 Hektare gleich 100 Are. Holz, Wasser, Leuchtgas -und andere umfangreiche Materialien berechnet man nach Kubikmetern, -wovon jeder einzelne 32,34 alte preußische Kubikfuße enthält. - - - - -Undurchdringlichkeit. - - - Undurchdringlichkeit ist diejenige allgemeine Eigenschaft der - Körper, vermöge deren in dem Raume, in welchem sich schon ein - Körper befindet, nicht zugleich noch ein anderer Körper sein - kann. So kann ein Raum, welcher Luft enthält, nicht zugleich - auch Wasser enthalten. Soll daher ein Körper in den Raum eines - andern treten, so muß er denselben zuvor daraus verdrängen. - Diese Undurchdringlichkeit ist es besonders, durch welche wir - von dem Vorhandensein der Körper außer uns belehrt werden, da - dieselben auch dem Eindringen unseres eignen Körpers, etwa - unseres tastenden Fingers, Widerstand entgegensetzen. - -=1. Warum= fließt ein bis an den Rand mit Wasser gefülltes Glas über, -wenn man den Finger oder einen andern Gegenstand hineintaucht? - -=Weil= der Finger keineswegs das Wasser durchdringt, sondern es nur -zwingt aus dem Raume zu entweichen, den er selbst einnehmen will. Die -Menge des überfließenden Wassers mißt darum genau denselben Rauminhalt -oder das Volumen des eingetauchten Körpers. Dies gilt auch für -pulverförmige Körper, wie Sand etc. - -[Illustration: Fig. 1.] - -=2. Warum= dringt das Wasser nur wenig in ein leeres Glas ein, das -man lothrecht auf eine Wasserfläche aufsetzt und dann in das Wasser -niederdrückt? - -=Weil= die in dem Glase enthaltene Luft in dem Raume, den sie einnimmt, -nicht zugleich einen andern Körper zulassen kann, ohne daraus verdrängt -zu werden. Ein anderer Raum, in den sie übergehen könnte, ist aber -nicht vorhanden, und sie muß daher ihren Raum beibehalten und das -Wasser verhindern, in denselben einzudringen. Ein Stückchen Kork, -das unter einem solchen Glase auf dem Wasser schwimmt, geht mit dem -Glase bis zum Boden des Gefäßes hinab und steigt beim Herausziehen des -Glases wieder empor, ohne daß es benetzt wird. Wenn man das Glas unter -das Wasser drückt, so dringt allerdings etwas Wasser in das Glas ein, -aber nicht weil die Luft darin vernichtet ist, sondern weil sie etwas -zusammengedrückt ist. - -=3. Warum= kann eine Taucherglocke bis auf den Grund des Meeres -gelassen werden, ohne sich ganz mit Wasser anzufüllen? - -=Weil= ebenfalls die in ihr enthaltene Luft als ein Körper dem -eindringenden Wasser Widerstand leistet, und obwohl sie durch dasselbe -etwas zusammengedrückt, d. h. auf einen kleineren Raum beschränkt wird, -doch nicht völlig verdrängt werden kann, da kein Raum vorhanden ist, -der die ausgetriebene Luft aufnehmen könnte. Diese Zusammendrückung -der Luft empfindet der Taucher an dem unangenehmen Druck auf die -Athmungsorgane, die Blutgefäße und das Trommelfell im Ohre. - -=4. Warum= läuft Wasser, das in einen den Hals einer leeren Flasche -luftdicht schließenden Trichter gegossen wird, nicht in die Flasche -hinein? - -=Weil= die in der Flasche enthaltene Luft, die in keinen andern Raum -entweichen kann, dem Wasser den Eingang verwehrt. Kann die Luft -entweichen, wie es der Fall ist, wenn der Trichter lose in den Hals der -Flasche gefügt wird, so läuft das Wasser hinein. - -=5. Warum= pfeifen aus Gewehren oder Kanonen abgeschossene Kugeln auf -ihrem Wege durch die Luft? - -=Weil= die Luft beim Eindringen derselben in den Raum, den sie -einnimmt, nach allen Seiten ausweicht, und da die Kugeln mit -außerordentlicher Geschwindigkeit und Kraft sich fortbewegen, durch -das schnelle und gewaltsam erzwungene Ausweichen der Luft eine heftige -Erschütterung derselben bewirkt wird, die sich bis zu unserm Ohre -fortpflanzt und hier als ein Pfeifen empfunden wird. Dies erklärt -uns auch das Knallen einer sehr schnell durch die Luft geschwungenen -Peitsche. - - - - -Porosität. - - - Porosität ist diejenige allgemeine Eigenschaft aller Körper, - vermöge deren die Theile eines Körpers nicht den ganzen Raum, - den er einnimmt, ausfüllen, sondern Räume zwischen sich lassen, - die oft mit andern Körpern, wie Luft, Wasser und dergleichen, - angefüllt sind. Oft sind diese Zwischenräume dem Auge nicht - sichtbar; bei einigen Körpern können sie aber doch mit bloßen - Augen wahrgenommen werden, z. B. bei dem Schwamme. Dichte - Körper sind daher solche, welche kleine, hingegen lockere oder - poröse solche, welche große Poren haben. Zu ersterer Art von - Körpern gehören die Metalle, zu letzterer Kork, Schwamm, Holz, - Papier u. s. w. - -=6. Warum= ist ein trockener Schwamm so klein, während er, in Wasser -getaucht, bedeutend anschwillt? - -=Weil= der Schwamm außerordentlich große Poren oder Höhlungen -enthält, die im trocknen Zustande zusammenfallen, während sie von dem -eindringenden Wasser erfüllt und ihre Wände weiter auseinander gerückt -werden. - -=7. Warum= wird frisch aufgetragene Schrift nicht ausgelöscht, wenn man -ein Löschblatt darauf legt? - -=Weil= die flüssige Dinte in die Poren des Löschpapiers, da dasselbe -sehr porös ist, sogleich eindringen kann, und auf diese Weise der -Schrift die überflüssige Dinte entzogen wird, während bei einem -weniger porösen Papiere oder einem solchen, dessen Poren durch einen -Leimüberzug verschlossen oder gar von Oel erfüllt sind, wenn man es auf -die Schrift legen wollte, dieses Eindringen verhindert werden und die -überflüssige Dinte daher sowohl auf dem beschriebenen als dem darauf -gelegten Papiere sich ausbreiten würde. - -=8. Warum= steigen aus frischem Brunnenwasser, wenn es erwärmt wird, -Luftblasen auf, die sich an den inneren Wänden eines Glases oft als -perlartige Bläschen ansetzen? - -=Weil= auch das Wasser Poren oder Zwischenräume enthält, die von Luft -erfüllt sind, diese Luft aber, wenn sie erwärmt wird, sich in einen -größeren Raum auszudehnen strebt, und da sie die Poren selbst nicht -erweitern kann, diese verläßt und sich nach der Oberfläche des Wassers -empordrängt. Dabei vereinigen sich mehrere der benachbarten kleinen -Luftbläschen und bilden so die größeren, uns sichtbar werdenden Perlen. -Dasselbe findet auch statt, wenn man den gewöhnlich auf der Oberfläche -des Wassers ruhenden Druck der Luft verringert, wie dies unter der -Glocke einer Luftpumpe durch die Verdünnung der Luft geschieht. - -=9. Warum= schnappen Goldfischchen so ängstlich nach Luft, wenn das -Wasser in dem gläsernen Behälter seit längerer Zeit nicht erneut wurde? - -=Weil= in dem Wasser Luft enthalten ist, welche für die Athmung der -Fische unentbehrlich ist, und weil diese Luft endlich verbraucht wird, -wenn man sie nicht auf andere Weise ersetzt. Man braucht dazu nicht -gerade das Wasser zu erneuern, sondern kann auch Luft von unten durch -ein Gebläse in das Wasser hineinpressen, oder sie durch einen kleinen -Springbrunnen zuführen, dessen herabfallende Tröpfchen hinreichend Luft -mit sich fortreißen, oder endlich Pflanzen in das Wasser setzen, die -durch ihre Lebensthätigkeit grade diejenige Luft ausscheiden, welche -für die Athmung der Thiere nothwendig ist. - -=10. Warum= quellen oft Thüren, Tischplatten oder andere hölzerne -Geräthschaften bei feuchtem Wetter oder in feuchten Zimmern auf, so daß -die Thüren nicht schließen und die Tischplatten sich werfen? - -=Weil= die Wände der Poren des Holzes, wenn dasselbe ganz trocken ist, -zusammenfallen und sich einander nähern, aber bei eindringender Nässe, -welche durch feuchtes Wetter oder ein feuchtes Zimmer dargeboten wird, -sich wieder erweitern und auf diese Weise auch das Holz auseinander -dehnen. - -=11. Warum= wird die Wäsche, welche wir am Körper tragen, schmutzig, -ungeachtet sie durch darüber gezogene Kleidungsstücke gegen das -Schmutzigwerden von außen geschützt ist? - -=Weil= die Gewebe unsres Körpers, wie alle thierischen Gewebe, Poren -haben, durch welche Flüssigkeiten und Gase von innen nach außen -dringen, die sich dann in den Geweben unsrer Wäsche verdichten und hier -die durch die äußere Kleidung eindringenden Staubtheilchen festhalten. -Die meisten dieser Flüssigkeiten werden in unsrer Haut durch besondere -Drüsenorgane, die Schweiß- und Talgdrüsen, abgesondert, deren Ausgänge -man uneigentlich Poren nennt. Diese Poren sind so zahlreich, daß man an -manchen Stellen, z. B. in der Hohlhand 400 zählt und ihre Gesammtzahl -auf der Haut eines Erwachsenen auf 2381000 schätzt. - -=12. Warum= kann man Quecksilber durch einen ledernen Beutel -hindurchdrücken? - -=Weil= das Leder zahlreiche Poren hat und das Quecksilber, wie das -Wasser, wegen seiner flüssigen Beschaffenheit, der Gewalt des Druckes -nur dadurch ausweichen kann, daß es sich durch die Poren des ledernen -Beutels hindurchdrängt. Man kann auch selbst durch Buchsbaumholz -Quecksilber treiben, wenn man ein kleines Gefäß von Buchsbaumholz an -eine lange Glasröhre kittet und diese dann mit Quecksilber füllt. Ist -die Röhre lang genug, so reicht schon der eigene Druck des Quecksilbers -aus, dasselbe als feinen Regen durch das Holz zu treiben. Aber sogar -durch Gold und andere Metalle kann man Flüssigkeiten hindurchpressen. -Wenn man eine mit Wasser gefüllte Kugel aus dünnem Golde einem -starken Druck aussetzt, so dringt das Wasser in zarten Thautröpfchen -hindurch[1]. Auch das Gold hat also Poren, obgleich es für eines der -dichtesten Metalle gilt. Am wenigsten porös scheint das Glas zu sein, -da es auch beim stärksten Drucke weder Wasser noch Luft durchläßt. - - [1] Dieser Versuch wurde zuerst im Jahre 1661 in Florenz - ausgeführt. - -=13. Warum= ist es gut, Fässer, in welchen Bier aufbewahrt werden soll, -im Innern mit Pech zu überziehen? - -=Weil= die in dem Bier enthaltene und sich beständig neu entwickelnde -Kohlensäure sonst durch die Poren des Holzes, auch des dicksten -Eichenholzes, entweichen und das Bier dadurch schal werden würde, das -Pech aber als ein sehr wenig poröser Körper die Kohlensäure an diesem -Entweichen verhindert. - -=14. Warum= wird ein Bogen Papier, der auf ein Reißbrett gespannt -werden soll, zuvor befeuchtet? - -=Weil= die in die Poren des Papiers eindringende Flüssigkeit ihm eine -größere Ausdehnung nach allen Seiten giebt, während das Papier nach -dem Abtrocknen auf dem Reißbrette zu seiner ursprünglichen Größe -zurückkehrt und daher sehr glatt auf dem Brett ausgespannt bleibt, was -der Zweck des Befeuchtens ist. - -=15. Warum= laufen hölzerne Gefäße, die völlig ausgetrocknet sind, wenn -Wasser in dieselben gegossen wird? - -=Weil= die Zwischenräume zwischen den Dauben sich erweitert haben, -indem beim völligen Austrocknen die Poren des Holzes enger werden -und die Dauben sich daher zusammenziehen. Wird dagegen Wasser in die -Gefäße gegossen, so werden die Poren wieder damit angefüllt, erweitern -sich daher wieder, und die Dauben dehnen sich nun wieder der Breite -nach aus, so daß die Zwischenräume zwischen ihnen verschwinden und die -Gefäße aufhören müssen zu laufen. - -=16. Warum= kann ein Felsenstück durch dünne Keile aus gut gedörrtem -Holze, welche man in Oeffnungen desselben getrieben hat, gespalten -werden, wenn man die Keile öfter mit Wasser begießt? - -=Weil= das Wasser, wenn es in die in Folge des Austrocknens verengten -Poren des Holzes eindringt, diese erweitert und dadurch das ganze -Holz seiner Dicke nach ausdehnt, so daß es in seinem Bestreben, einen -größeren Raum einzunehmen, eine gewaltige Kraft erlangt, die selbst ein -Felsenstück auseinander zu treiben im Stande ist. - -=17. Warum= krümmt sich Holz, dessen eine Seite naß gemacht ist, -während die andere Seite über Feuer gehalten wird? - -=Weil= die Poren des Holzes auf derjenigen Seite, auf welcher die Hitze -wirkt, sich durch Austrocknen verengen und die Theilchen des Holzes -daher hier näher zusammenrücken, während auf der andern Seite die Poren -wegen der Feuchtigkeit, die sie aufnehmen, sich erweitern und daher -auch die Holztheilchen weiter auseinander treiben. Die Folge davon ist, -daß sich das Holz nach derjenigen Seite zu krümmt, welche der Hitze -ausgesetzt war. Dies geschieht z. B. bei Faßdauben, welche dadurch ihre -gekrümmte Gestalt erhalten. - -=18. Warum= läßt sich ein Faß auseinander sprengen, wenn es mit -trockenen Erbsen angefüllt wird und diese dann mit Wasser begossen -werden? - -=Weil= die Erbsen das Wasser in ihre Poren aufnehmen und dadurch an -Umfang zunehmen. Da dies bei jeder einzelnen der Fall ist, so muß die -ganze Menge der Erbsen einen beträchtlich größeren Raum als vorher -einnehmen. Ist nun das Faß fest zugemacht, so verschaffen sich die -aufgequollenen Erbsen den erforderlichen Raum dadurch, daß sie dasselbe -auseinander sprengen, da im Innern des Fasses selbst dieser Raum nicht -vorhanden ist. - -=19. Warum= erhält man, wenn man eine Kanne Weingeist und eine Kanne -Wasser zusammen in ein Gefäß gießt, weniger als zwei Kannen Flüssigkeit? - -=Weil= auch die Flüssigkeiten Poren enthalten, und jede Flüssigkeit in -die Poren der andern eindringt, so daß sie nun vereinigt weniger Raum -einnehmen als vorher von einander abgesondert. Aehnliches zeigt sich -auch bei Metallen, wenn sie zusammengeschmolzen werden. So nimmt das -Messing einen geringeren Raum ein, als das Kupfer und das Zink, aus -deren Zusammenschmelzung es entstand. Daß Metalle Poren haben, geht -schon daraus hervor, daß sie durch Hämmern, Prägen etc. verdichtet -werden können. - - - - -Theilbarkeit. - - - Theilbarkeit ist diejenige Eigenschaft der Körper, vermöge - deren sich dieselben in kleinere Theile zerlegen lassen. Für - unsere beschränkten Sinne und unsere ebenso beschränkten - Werkzeuge hat diese Theilbarkeit indeß ihre Grenze. Einen - besonders hohen Grad der Theilbarkeit zeigen manche Metalle. - Bei den bekannten Goldfäden, die zu Spitzengeweben benutzt - werden, und die aus einer vergoldeten Silberstange ausgezogen - worden sind, beträgt die Dicke des Goldüberzugs nur den - 345000sten Theil einer Linie oder den 153000sten Theil - eines Millimeters. Die feinste _künstliche_ Theilung haben - _Fraunhofer_ und _Nobert_ ausgeführt, indem sie auf einem - Glastäfelchen die pariser Linie in 5000, selbst bis in 8000 - gleiche Theile theilten. Die feinsten Theilungen vollzieht - aber die _Natur_, die selbst Thiere geschaffen hat, von denen - 225 Millionen auf einen Kubikcentimeter gehen, und die doch - noch ihre Organe haben. Besonders interessant und wichtig - sind die Kieselpanzer der Diatomaceen, z. B. von ~Pleurosigma - angulatum~, ~Amphipleura pellucida~; dieselben zeigen parallele - Streifungen von solcher Feinheit, daß je 2 benachbarte - Streifen bis zu 1/5000 Millimeter von einander entfernt sind! - Diese mikroskopisch kleinen Thierchen mit ihrer scharfen und - feinen Zeichnung dienen als sogenannte Probeobjekte für die - Werthbestimmung der Mikroskope. - -=20. Warum= kann man mit einigen Pfunden Kreide eine ganze Wand -anstreichen? - -=Weil= die Kreide durch Zermahlen außerordentlich fein zertheilt -werden kann, die durch Wasser in einen Brei verwandelte Kreide sich -wieder in einzelne Tropfen theilt, und jeder Tropfen sich wieder über -eine große Fläche ausbreiten läßt, das Wasser aber endlich bei der -Verdunstung in so kleine Theilchen übergeht, daß sie von der Luft -unsichtbar hinweggenommen werden und nur die feinvertheilte Kreide auf -der Wandfläche zurücklassen. - -=21. Warum= läßt sich vermittelst eines Körnchens Karmin eine ganze -Tonne Wasser roth färben? - -=Weil= sich der Karmin im Wasser in eine ungeheure Menge kleiner -Theilchen wegen seiner großen Theilbarkeit trennt, so daß jedes -kleinste Theilchen Wasser ein solches Karmintheilchen in sich aufnimmt -und dadurch ein rothes Aussehen erhält. Ein Körnchen Karmin färbt -mehr als 100000 Wassertropfen. Ebenso ist in der schwarzen Dinte der -Farbestoff nicht in einem aufgelösten Zustande enthalten, sondern er -befindet sich blos sehr fein vertheilt in der Flüssigkeit. - -=22. Warum= verbreitet sich der Geruch einer einzigen Räucherkerze -durch einen großen Saal? - -=Weil= bei dem Verbrennen der Räucherkerze die riechenden Theilchen in -einem höchst fein zertheilten Zustande alle Räume des großen Saales -erfüllen. Noch theilbarer ist der Moschus, von dem ein Körnchen -jahrelang ein Zimmer mit seinem Geruche erfüllen kann. Aller Geruch -beruht auf der feinen Vertheilung von Riechstoffen. Meilenweit -verräth sich daher die Nähe der Gewürzinseln dem Seefahrer durch die -Riechstoffe, mit denen sie die Luft erfüllen. - - - - -Cohäsion. - - - Cohäsion ist der Zusammenhang der einzelnen Theile eines - Körpers, und die Kraft, durch welche sie zusammengehalten - werden oder einander anziehen, ist die Cohäsionskraft. Sollen - Theile eines Körpers von dem Ganzen oder unter sich getrennt - werden, so muß diese Cohäsionskraft überwunden werden, und - der größere oder geringere Widerstand, welchen sie dabei - leisten, ist daher das Maß ihrer Cohäsionskraft. In Betreff - des Widerstandes, welchen die Körper der Trennung ihrer Theile - entgegensetzen, zeigen sie ein sehr verschiedenes Verhalten. - Bei manchen Körpern hängen sie mit solcher Kraft zusammen, daß - sie sich nur schwer von einander trennen oder über einander - verschieben lassen. Bei diesen Körpern vereinigen sich auch - nach erfolgter Trennung die Theile nicht wieder zu einem - Ganzen; die Cohäsionskraft wirkt also hier in unmeßbar kleiner - Entfernung. Diese Körper nennt man _feste_ Körper. Bei andern - lassen sich die Theile sehr leicht von einander trennen und - über einander verschieben, und sie vereinigen sich auch nach - geschehener Trennung, wenn man sie zusammenbringt, wieder zu - einer zusammenhängenden Masse. Diese nennt man _flüssige_ - Körper. Von diesen aber bilden wieder die einen, wenn sie - sich selbst überlassen sind, kleine kugelförmige Massen - oder Tropfen, während die andern das Bestreben zeigen, sich - nach allen Seiten auszudehnen. Die ersteren heißen deshalb - _tropfbare_ Flüssigkeiten, die letzteren _ausdehnsame_ oder - _luftförmige_ Körper. Diese drei Zustände der Festigkeit, - Tropfbarkeit und Ausdehnsamkeit oder Luftförmigkeit nennt man - _Aggregatzustände_ der Körper. - - Die Kraft, mit welcher die Theilchen der Körper zusammenhängen, - ist theils von der Art ihres Nebeneinanderseins, theils von - der Wärme abhängig, und zwar von der letztern in der Weise, - daß sie um so schwächer erscheint, je größer die Wärme ist. - Ein und derselbe Körper kann daher auch unter verschiedenen - Wärmeverhältnissen alle drei Aggregatzustände durchlaufen, z. - B. das flüssige Wasser auch als festes Eis und als luftförmiger - Dampf erscheinen. - - Der Widerstand, welchen die festen Körper der Lostrennung - einzelner Theile entgegenstellen, wird _Härte_ genannt. Der - Mineraloge _Mohs_ bildete 10 Härtestufen und bestimmte für jede - Stufe ein die Härte dieser Stufe besitzendes Mineral. Talk, - Steinsalz, Kalkspath, Flußspath, Apatit, Feldspath, Quarz, - Topas, Korund und Diamant repräsentiren diese 10 Härtestufen, - und zwar besitzt der Diamant die Härte 10, Talk die Härte 1; - der Diamant ist also der härteste unter allen festen Körpern. - Unter den Metallen ist Stahl das härteste; es erreicht die - Härtestufe 7, Blei das weichste mit der Härtestufe 1. - -=23. Warum= haften die Bruchstücke einer zerbrochenen Siegellackstange -nicht wieder fest an einander, wenn man sie auch noch so genau in die -frühere Lage bringt, und warum vereinigen sich diese Bruchstücke doch -wieder so leicht mit einander, wenn man sie an ihren Enden schmilzt? - -=Weil= die Cohäsionskraft, die allein den festen Zusammenhang der -einzelnen Theile eines Körpers bedingt, nur in unmeßbar kleiner -Entfernung wirkt, und wir natürlich die Bruchstücke eines festen -Körpers nicht in so nahe Berührung bringen können, während zwischen -Flüssigkeiten eine solche Berührung sehr leicht herzustellen ist. - -=24. Warum= muß man Flüssigkeiten in Gefäßen bewahren? - -=Weil= die Cohäsionskraft in Flüssigkeiten sehr schwach ist und -schon die Schwere hinreicht, den Zusammenhang ihrer Theile aufzuheben -und sie zum Auseinanderfließen zu veranlassen. Nur bei sehr kleinen -Flüssigkeitsmassen, die sich bei der Verdichtung von Dämpfen bilden, -ist die innere Zusammenhangskraft stark genug, die Schwere zu -überwinden. Solche kleine Massen, in denen die Theilchen nur durch -innere Kraft zusammengehalten werden, nehmen daher Kugelgestalt an -und bilden Tropfen. So fällt der Regen in Tropfen; so ist aber auch -die Erde, die ihre Kugelgestalt nur ihrem früheren flüssigen Zustande -verdankt, in Wahrheit ein Tropfen im Weltraum. - -=25. Warum= läßt sich Holz nur der Länge nach spalten? - -=Weil= die Theilchen des Holzes in der Längsrichtung der Fasern -dichter an einander gelagert sind und die Cohäsionskraft daher -zwischen ihnen weit kräftiger wirkt, als in jeder andern Richtung. Den -allergrößten Widerstand werden die Holztheilchen darum einer Trennung -entgegensetzen, welche diese Fasern der Länge nach zerreißen will. Der -Quere nach vermag man das Holz daher nur zu durchsägen. - -=26. Warum= zerspringt ein Glastropfen, den man heißflüssig in kaltes -Wasser fallen ließ, wenn man nach dem Erkalten auch nur die Spitze des -daran befindlichen Glasfadens abbricht, förmlich zu Pulver? - -=Weil= die Theilchen des Glases sich wegen der allzuraschen Abkühlung -nicht naturgemäß anordnen und lagern konnten, die äußern namentlich -einander nicht so nahe kommen konnten als die inneren, die länger im -Zustande des Flüssigseins blieben, und weil deshalb eine unnatürliche -Spannung zwischen den inneren und äußeren Theilchen besteht, die eine -Zertrümmerung des ganzen Glastropfens herbeiführen muß, sobald nur die -äußerste, allein noch den Zusammenhang haltende Oberflächenschicht -desselben irgendwo unterbrochen wird. - -=27. Warum= ist ein gezogener Metalldraht fester als ein gegossener -Metallfaden? - -=Weil= die Cohäsionskraft um so kräftiger wirkt, je mehr die Theilchen -eines Körpers einander genähert werden. Wenn aber, wie es beim -Drahtziehen geschieht, ein Metall gezwungen wird, durch sehr enge -Oeffnungen hindurchzugehen, so werden seine Theilchen namentlich an -der Oberfläche einander gewaltsam genähert. Ganz dasselbe ist auch -beim Hämmern und Walzen der Fall, und geschmiedetes Eisen ist daher -fast 3mal so fest als gegossenes, gewalztes Silber doppelt so fest als -gewöhnliches. Auch ein Zwirnsfaden wird durch Bestreichen mit Wachs -fester, weil er eine dichtere Oberfläche erhält. - -=28. Warum= halten Stricke, die aus feineren Fäden bestehen, besser als -solche, die aus gröberen Fäden zusammengedreht sind? - -=Weil= in solchen feinen Fäden die Theilchen viel näher aneinander -liegen, als sie in groben Fäden durch Drehen einander genähert werden -können. Darum halten auch getheerte Stricke weniger fest, weil die -einzelnen Fäden wegen des dazwischen befindlichen Theers einander nicht -mehr so nahe sind als vorher. - -=29. Warum= wendet man bei Hängebrücken lieber Drahtseile als gegossene -oder selbst geschmiedete Eisenstangen an? - -=Weil= Eisendraht wegen seiner dichteren Oberfläche eine viel größere -Festigkeit besitzt als gegossenes oder geschmiedetes Eisen, und man den -Stangen daher eine viel größere Dicke geben müßte, als den aus Drähten -geflochtenen Seilen. Statt der 4 kaum 30 Centimeter dicken Seile, -welche die 256 Meter lange Riesenbrücke über den Niagara tragen, würden -wenigstens 8 ebenso starke Ketten aus Eisenstäben erforderlich sein. -Auch die Natur verfährt ähnlich, wo es auf große Festigkeit ankommt. -Der zarte Faden, an welchem die schwere Kreuzspinne herabhängt, würde -nicht die Haltbarkeit besitzen, wenn er nicht aus einer ungeheuren -Anzahl von äußerst dünnen Fäden zusammengesetzt wäre, welche die -Spinne, indem sie sie aus ihren Spinnwarzen herauszieht, mit ihren -Hinterfüßen zusammenklebt. - -=30. Warum= erhalten Tücher und Zeuge durch das Walken eine so -bedeutende Festigkeit? - -=Weil= durch das Walken die Fäden und Fasern der Zeuge einander mehr -genähert werden und die Cohäsionskraft zwischen ihnen um so stärker zu -wirken und das Ganze um so besser zusammen zu halten vermag. - -=31. Warum= bildet Oel größere Tropfen als Wasser? - -=Weil= die Theilchen des Oels eine stärkere Zusammenhangskraft besitzen -als die des Wassers und darum einen kräftigeren Widerstand gegen den -Einfluß der Schwerkraft leisten, die das Auseinanderfließen der Tropfen -bewirkt. - -=32. Warum= schwimmen Nähnadeln, besonders gebrauchte, also etwas -fettige, die man behutsam auf die Oberfläche eines ruhigen Wassers -legt, auf demselben, ohne unterzugehen? - -=Weil= die schwächer wirkende Schwerkraft der Nadel durch die stärker -wirkenden Cohäsionskräfte der Wassertheilchen aufgehoben wird, und -sie daher nicht den Zusammenhang der Wassertheilchen zu unterbrechen -vermag. Die Nadel wird darum von dem Wasser getragen und macht nur -eine kleine Vertiefung in seine Oberfläche, zum Beweis, daß ihre -Schwere allerdings noch wirksam ist, aber nur auf die zunächst darunter -liegenden Theilchen wirkt und zwar auch nicht stark genug, um sie von -einander zu trennen. Aus demselben Grunde können Wasserspinnen und -Wasserkäfer über die Oberfläche des Wassers laufen, ohne einzusinken. -Ueberhaupt haben gerade an der Oberfläche einer Flüssigkeit die -Theilchen ein stärkeres Bestreben zusammenzuhalten, als in ihrem -Innern, weil sie dort nur von unten und von der Seite gezogen werden, -während im Innern die Anziehung von allen Richtungen her wirkt. Deshalb -kann man in ein bis zum Rande gefülltes Trinkglas mit einiger Vorsicht -noch so viel Flüssigkeit nachgießen, daß sie eine Art runder Kappe -bildet. - -=33. Warum= empfindet man einen fast ebenso heftigen Schmerz, wenn man -mit der flachen Hand auf eine Wasserfläche schlägt, als wenn sie einen -festen Körper getroffen hätte, während man keine solche Empfindung hat, -wenn man die Hand langsam in das Wasser hineintaucht? - -=Weil= bei einem plötzlichen Schlage auf das Wasser die Wassertheilchen -nicht Zeit haben, auszuweichen, sondern vielmehr eine der -Flächenausdehnung der Hand entsprechende Wassermasse hinuntergedrückt -wird. Da nun die unteren Wassertheilchen nicht einzeln, sondern -gleichfalls in Masse widerstehen, indem auf sie der Druck gleichzeitig -und mit gleicher Stärke erfolgt, so müssen die Wassertheilchen der -Oberfläche dem weitern Eindringen der Hand eben denselben Widerstand -entgegensetzen, wie ein fester Körper, auf den man mit der Hand -schlägt. Taucht man dagegen die Hand langsam in das Wasser, so haben -die darunter liegenden Wassertheile Zeit, zur Seite auszuweichen, um -dadurch der eindringenden flachen Hand Platz zu machen. - - - - -Adhäsion. - - - Adhäsion ist die zwischen den Oberflächen verschiedener Körper - wirkende Anziehung, vermöge welcher Körper aneinander haften. - Sie wirkt stets nur bei unmittelbarer Berührung oder doch nur - in sehr kleinen Entfernungen. Die Kraft aber, mit welcher ein - Körper an einem andern anhängt, ist nicht blos von der Stärke - der Adhäsionskraft, sondern auch von dem Verhältniß derselben - zur Cohäsionskraft des einen wie des andern Körpers abhängig. - -- Die Zahl der Adhäsionserscheinungen ist sehr groß; es - haften (adhäriren) feste Körper an festen, flüssige an festen, - luftförmige an festen, flüssige an flüssigen und luftförmige - an flüssigen. Das Adhäriren der Gase an anderen Körpern wird - leicht übersehen, ist aber nichtsdestoweniger von großer - Bedeutung. Man bezeichnet das Haften der Gase und Dämpfe an - anderen Stoffen, namentlich an pulverförmigen und flüssigen, - auch mit dem Worte _Absorption der Gase_. - -=34. Warum= lassen sich zwei glatt geschliffene Metallplatten, welche -man über einanderlegt und fest zusammendrückt, nur schwer wieder von -einander trennen? - -=Weil= wegen der glatten Flächen die Theilchen beider Platten einander -so nahe berühren, daß ihre gegenseitige Anziehung oder Adhäsion in -Wirksamkeit treten kann. Eine Kupfer- und eine Silberplatte, die man -über einander legt, lassen sich durch Walzen so innig mit einander -vereinigen, daß sie ein untrennbares Ganzes bilden. Darauf beruht das -Plattiren unedler Metalle. Spiegelplatten, mit ihren polirten Flächen -auf einander gelegt, haften oft so fest aneinander, daß sie nicht mehr -ohne Gefahr des Zerbrechens getrennt werden können. Verhindert man aber -durch einen noch so dünnen Körper, etwa ein zwischengelegtes zartes -Papier, die unmittelbare Berührung der Theilchen, so verschwindet die -Adhäsion, und die Platten haften nicht aneinander. - -=35. Warum= lassen sich zwei Glastafeln, die vorher befeuchtet und dann -auf einander gelegt wurden, nur äußerst schwer wieder von einander -trennen? - -=Weil= die zwar mit bloßen Augen nicht bemerkbaren, doch -dessenungeachtet noch vorhandenen Vertiefungen der Glasplatten von der -Flüssigkeit ausgefüllt werden und dadurch eine Berührung der Theilchen -und eine anziehende Wirkung derselben auf einander möglich machen. Die -Adhäsionskraft wirkt dabei zunächst auf die Flüssigkeitstheilchen und -durch diese auf die Glastheilchen. - -=36. Warum= hält zusammengekleistertes oder geleimtes Papier so fest -zusammen? - -=Weil= die durch den Kleister oder den Leim ausgeglichenen Unebenheiten -des Papiers der Wirkung der Adhäsion kein Hinderniß mehr entgegensetzen -und ihr vielmehr gestatten, zunächst auf den Kleister und durch -diesen auf die Papiertheilchen zu wirken, und zwar um so mehr, als -durch Verdunstung die Feuchtigkeit ausgetrieben wird, und in Folge -dessen die Poren des Kleisters sich zusammenziehen und dadurch auch -die Papierflächen einander noch näher bringen. Natürlich wirkt auch -die Cohäsion zwischen den Theilchen des Leims mit, und bei schlechtem -Leim haften deshalb die geleimten Flächen nach dem Trocknen desselben -nicht mehr fest. Auf derselben Wirkung der Adhäsion beruht auch das -Kitten, Löthen, Verzinnen, Vergolden, selbst das Anstreichen, Malen und -Schreiben, sowie das Haften des Staubes an den Wänden und der Decke des -Zimmers. Wenn man eine Glasplatte mit Leim bestreicht, so wirkt oft die -Adhäsion so stark, daß Stücke aus dem Glase herausgerissen werden, wenn -der Leim beim Austrocknen sich zusammenzieht. - -=37. Warum= wird die Hand naß, wenn man sie in Wasser taucht? - -=Weil= die zwischen dem Wasser und der Hand wirkende Adhäsionskraft -stärker ist, als die Cohäsion des Wassers, und die Theilchen des -Wassers daher stärker von der Hand angezogen werden, als sie einander -selbst anziehen. - -=38. Warum= hängt sich Quecksilber nicht an die Hand an, wenn man sie -in dasselbe taucht? - -=Weil= die Cohäsionskraft des Quecksilbers stärker ist, als die -zwischen dem Quecksilber und der Hand wirkende Adhäsion, und die -Theilchen des Quecksilbers daher einander stärker anziehen, als sie -von der hineingetauchten Hand angezogen werden. Dagegen legt sich -Quecksilber an Zinn an, weil die Adhäsionskraft zwischen Quecksilber -und Zinn die Cohäsion des Quecksilbers überwiegt. - -=39. Warum= zieht man die Hand trocken aus dem Wasser, wenn man -dieselbe vorher in Bärlappsamen, Hexenmehl genannt (die staubartigen -Keimkörner des Bärlapps oder Lycopodium's), eingetaucht hatte? - -=Weil= der Bärlappsamen die Berührung zwischen der Hand und dem -Wasser verhindert und dadurch die Adhäsionskraft Beider nicht zur -Wirkung kommen läßt, so daß die Anziehung der Wassertheilchen unter -sich ungeschwächt bleibt. Die Adhäsionskraft zwischen dem Wasser -und dem Bärlappsamen ist aber viel zu gering, um eine Trennung der -Wassertheilchen durch Aufhebung ihrer Cohäsion zu bewirken. - -=40. Warum= wird ein mit Fett bestrichener Glasstab vom Wasser nicht -benetzt? - -=Weil= zwischen Wasser und Fett keine merkliche Anziehung besteht, und -die dünne Fettschicht die Anziehung zwischen dem Glas und dem Wasser -verhindert, so daß die Cohäsion das Wasser zusammenhält. - -=41. Warum= läuft ein Theil des Wassers, welches aus einem Gefäße -ausgegossen wird, sehr oft an den äußeren Wänden des Gefäßes herab? - -=Weil= die ausgegossenen Wassertheilchen, welche an den äußern -Wänden des Gefäßes zunächst herausfallen, durch dieselben angezogen -werden und daher ihre Bewegung nach abwärts an den äußeren Wänden -desselben fortsetzen. Will man dies vermeiden, so muß die Flüssigkeit -so ausgegossen werden, daß alle Theile derselben weit genug von den -äußeren Wänden entfernt herabfallen, so daß die Adhäsion nicht mehr -darauf wirken kann. Um dies zu erleichtern, werden an den Gefäßen oft -Ausgußschnäbel angebracht; auch legt man runde Glasstäbe an den Rand -der Gefäße und Ausgußschnäbel und gießt an ihnen herab die Flüssigkeit -aus. Bei Gläsern und Flaschen _ohne_ Ausgußschnäbel erreicht man diesen -Zweck dadurch, daß man die Ränder dieser Gefäße mit Fett bestreicht -und so die Anziehung zwischen den Wänden und der Flüssigkeit aufhebt. -Quecksilber kann man aus gläsernen und porzellanenen Gefäßen auch -_ohne_ Ausgußschnabel ausgießen, da keine Adhäsion zwischen Glas und -Quecksilber besteht. - -=42. Warum= fließt ein Tropfen Wasser, den man auf einen Tisch fallen -läßt, so auseinander, daß er platt wird? - -=Weil= der Tisch gleichfalls die Theilchen des Wassers stärker anzieht, -als sie einander selbst zusammenhalten. Ist dagegen der Tisch mit -Bärlappsamen bestreut, so rollt ein darauf fallender Tropfen kugelrund -darauf hin, weil die Berührung zwischen den Wassertheilchen und der -Tischplatte jetzt verhindert ist. - -=43. Warum= rollt ein Tropfen Quecksilber, der auf einen Tisch fällt, -kugelrund darauf hin, ohne platt zu werden wie ein Tropfen Wasser? - -=Weil= die Theilchen des Quecksilbers stärkere Anziehung gegen einander -als gegen den Tisch haben und, da diese nach allen Seiten gleichmäßig -wirkt, die runde Gestalt des Tropfens behaupten müssen. - -=44. Warum= bleibt ein auf ein Brett gefallener kleiner Wassertropfen -bei Umkehrung des Brettes an demselben hängen? - -=Weil= die Adhäsionskraft, mit welcher der Tropfen an dem Brette -haftet, stärker ist als die Schwerkraft, welche ihn nach unten und von -dem Brette hinweg zu ziehen strebt. - -=45. Warum= fällt ein auf ein Brett gefallener Quecksilbertropfen bei -Umwendung des Brettes herunter? - -=Weil= zwischen dem Quecksilber und dem Holze keine merkliche -Adhäsionskraft besteht, und die Schwerkraft daher nicht gehindert wird, -den Tropfen vom Brette loszureißen und zum Falle zu bringen. - -=46. Warum= bleibt ein kleiner Quecksilbertropfen auf einer Zinnplatte -hängen, wenn man sie umkehrt? - -=Weil= die Adhäsionskraft zwischen Zinn und Quecksilber stärker -wirkt, als die Schwerkraft. Ist der Tropfen zu groß, so bleibt an der -Zinnplatte nach dem Umkehren so viel von dem Tropfen hängen, als die -vereinte Wirkung der Adhäsionskraft und der in den kleinsten Theilchen -des Quecksilbers wirkenden Cohäsionskraft zu tragen vermag; das Uebrige -folgt der Schwerkraft und fällt daher ab. Ebenso ist es auch bei einem -zu großen Wassertropfen auf einem Brette. - -=47. Warum= bleiben weit mehr Wassertheilchen an einem Seile hängen, -wenn man es sehr schnell aus dem Wasser herauszieht, als bei einem -langsamen Herausziehen? - -=Weil= bei einem langsamen Herausziehen des Seiles aus dem Wasser die -Theile desselben langsamer sich von dem Wasser entfernen und daher die -Cohäsionskräfte des Wassers wegen der längeren Dauer der Berührung -mit den verschiedenen Theilchen des Seiles das Uebergewicht über die -Adhäsionskräfte des Seiles gewinnen und die Wassertheilchen dadurch -festhalten, während bei schnellerem Herausziehen des Seiles wegen -der schnelleren Entfernung desselben von den Wassertheilchen die -Adhäsionskräfte des Seiles das Uebergewicht über die Cohäsionskräfte -des Wassers erhalten. - -=48. Warum= werden Figuren, die wir mit dem Finger auf eine -Fensterscheibe zeichnen, wenn wir darauf hauchen, sichtbar? - -=Weil= unsere Finger beständig mit einer äußerst feinen Fettschicht -bedeckt sind, die vermöge der Adhäsion an den Stellen des Glases, über -welche wir hinfahren, haften bleibt, und dadurch die Feuchtigkeit des -Hauchs verhindert, sich hier niederzuschlagen. Daß aber auch das Glas -selbst gewöhnlich mit einer feinen Schicht und zwar von verdichteten -Dünsten oder Gasen bedeckt ist, die in Folge der Adhäsionskraft, die -zwischen dem Glase und diesen Luftarten wirksam ist, angezogen und -festgehalten werden, können wir sehen, wenn wir eine Glasscheibe -mit einem Papier, in welches wir eine Figur ausgeschnitten haben, -bedecken, dann darauf hauchen, und wenn wir das Papier weggenommen -haben und der Hauch von dem Glase verschwunden ist, abermals darauf -hauchen. Es erscheint dann der Hauch nur auf den Stellen, welche vom -Papier unbedeckt gewesen waren, und wir sehen also die ausgeschnittene -Figur auf dem Glase. Beim Verdunsten des zuerst niedergeschlagenen -Hauches war nämlich die verdichtete Gasschicht an diesen Stellen mit -hinweggenommen worden, und auf dem reinen Glase konnte sich daher -der Hauch leichter niederschlagen, als auf dem bereits mit einer -Dunstschicht bedeckten. - - - - -Haarröhrchenanziehung. - - - Haarröhrchen sind kleine Röhren, die so enge sind, daß man nur - ein Haar hindurchziehen kann. Wenn man sie in Flüssigkeiten - taucht, so zeigen sich verschiedene Erscheinungen, je - nachdem ihre Wände von der Flüssigkeit benetzt werden oder - nicht, je nachdem also die Adhäsion zwischen der Flüssigkeit - und den Röhrenwänden, oder die Cohäsion der Flüssigkeit - überwiegt. In dem ersteren Falle steht die Flüssigkeit in den - Röhren stets höher, in dem letzteren Falle stets tiefer als - außerhalb. Die Benetzung findet nur statt, wenn die Anziehung - des festen Körpers gegen den flüssigen die Anziehung der - Flüssigkeitstheilchen untereinander überwiegt. - -[Illustration: Fig. 2.] - -=49. Warum= ist die Oberfläche des Wassers in einem Glase hohl oder -concav? - -=Weil= die Adhäsionskraft zwischen den Wänden des Glases und dem Wasser -stärker ist als die Cohäsionskraft des Wassers, diese Adhäsionskraft -aber nur auf die zunächst liegenden Wassertheilchen wirken kann, so daß -nur diese sich an den Wänden heraufziehen, während in der Mitte die -Oberfläche des Wassers vertieft bleibt. - -[Illustration: Fig. 3.] - -=50. Warum= ist die Oberfläche des Quecksilbers in einem Glase -kugelförmig erhaben oder convex? - -=Weil= die Cohäsionskraft des Quecksilbers stärker ist als seine -Adhäsion gegen die Wände des Glases, seine Theilchen daher der ersten -Kraft folgen und sich, ähnlich wie bei dem Tropfen, nach der Mitte zu -anhäufen und so eine kugelförmig erhabene Oberfläche bilden. - -=51. Warum= ist die Oberfläche des Quecksilbers in einem zinnernen -Becher concav? - -=Weil= die Adhäsionskraft zwischen dem Quecksilber und dem Zinn stärker -ist als die Cohäsion des Quecksilbers, so daß die zunächst liegenden -Theilchen desselben die Cohäsion überwinden und sich an den Wänden des -Bechers hinaufziehen. - -=52. Warum= ist die Oberfläche des Wassers in einem Glase convex, wenn -man dasselbe inwendig mit Talg bestreicht und dann noch mit Hexenmehl -belegt? - -=Weil= die Adhäsionskraft zwischen dem Wasser und dem Glase durch das -Hexenmehl verhindert ist zu wirken, und darum die Cohäsion des Wassers -in voller Kraft bleibt und seine Theilchen zwingt, sich gegen die Mitte -anzuhäufen. - -=53. Warum= ist die Oberfläche des Wassers in einem bis an den Rand -vollgefüllten Glase convex? - -=Weil= die Adhäsionskraft zwischen Glas und Wasser hier nicht mehr -wirken kann, da über der Wasserfläche kein Glas mehr vorhanden ist, so -daß also die Wassertheilchen ganz ungehindert der Cohäsionskraft folgen -und sich gegen die Mitte anhäufen können. - -[Illustration: Fig. 4.] - -=54. Warum= steigt in den Haarröhrchen, wenn sie senkrecht in Wasser -getaucht werden, das Wasser in die Höhe? - -=Weil= das in ein solches Haarröhrchen eingedrungene Wasser zunächst -von der innern Wand des Röhrchens angezogen und an ihr emporgehoben -wird, so daß es ursprünglich zwar eine concave Oberfläche hat, die sich -aber, da wegen der durch die Enge der Röhren veranlaßten Annäherung -der kleinsten Theilchen des Wassers die Cohäsionskraft des letzteren -ungehindert wirken kann, wieder ausfüllt und dadurch eben (horizontal) -wird, worauf die Adhäsionskraft des Glases wieder eine concave und die -Cohäsionskraft wieder eine ebene Fläche herstellt und so fort, bis das -Gleichgewicht zwischen der gehobenen Wassersäule und den anziehenden -Kräften hergestellt ist. Je enger ein solches Röhrchen ist, desto höher -muß nothwendig das Wasser in demselben steigen, da die Cohäsionskraft -um eben so viel stärker wirken kann. - -[Illustration: Fig. 5.] - -=55. Warum= steht das Quecksilber in den Haarröhrchen nicht höher, -sondern sogar bedeutend tiefer als in dem Gefäße mit Quecksilber, in -welches man sie gestellt hat? - -=Weil= die Adhäsionskraft zwischen dem Quecksilber und dem Glase so -schwach ist, daß sie durch die Cohäsionskraft des Quecksilbers völlig -aufgehoben wird, so daß diese Cohäsion die Quecksilbertheilchen -hindert, in das enge Röhrchen einzudringen. - -=56. Warum= steigt das Wasser zwischen zwei mit ihren Flächen an -einander gelegten Glastafeln höher auf, als es in dem Gefäße steht, in -das man sie gestellt hat? - -=Weil= auch in diesem Falle die Adhäsion zwischen Glas und Wasser die -nächsten Wassertheilchen an dem Glase emporzieht, und das Bestreben der -Cohäsion, die entstandene Vertiefung der Oberfläche auszugleichen, das -Nachfolgen weiterer Wassertheilchen veranlaßt. - -=57. Warum= wird Löschpapier, das man in Wasser taucht, auch an -denjenigen Stellen nach und nach feucht, die sich außerhalb des Wassers -befinden? - -=Weil= die Poren des Löschpapiers gleichsam nur eine unzählige Menge -unregelmäßig zusammengehäufter Haarröhrchen sind, und die Flüssigkeit -daher in diesen ebenso wie in den Haarröhrchen aufsteigen muß. Dasselbe -findet auch bei andern porösen Körpern statt, bei Zucker, Holz, -Sandstein; auch ein Haufen Sand oder Asche wird auf einem feuchten -Boden sehr bald bis zum Gipfel von Feuchtigkeit durchdrungen. - -=58. Warum= bleiben Stahlwaaren, in Kohlenpulver verpackt, blank, und -warum werden Eier und Fleisch durch Kohlenpulver frisch erhalten? - -=Weil= das Kohlenpulver eine außerordentliche Porosität besitzt, und -seine feinen Haarröhrchen alle Feuchtigkeit aufsaugen und sie so -verhindern, die Stahlwaaren oder Eier zu verderben. - -=59. Warum= brennt eine Lampe fort, wenn auch nur wenig Oel in dem -Behälter vorhanden ist? - -=Weil= auch der Docht der Lampe eine Menge feiner Haarröhrchen enthält, -durch welche sich das Oel hinaufzieht und so der Flamme die zum Brennen -nöthige Nahrung darbietet. Da nun die Wirkung der Haarröhrchenanziehung -eine ununterbrochene ist, so steigt auch das in dem Oelbehälter -befindliche Oel unausgesetzt aufwärts, bis es gänzlich verzehrt ist. - -=60. Warum= verkürzen sich die Stricke, wenn sie naß werden? - -=Weil= die Hanffasern in ihren Haarröhrchen die Feuchtigkeit aufsaugen -und dadurch anschwellen, die dicker werdenden Fäden aber nun sich -zurückdrehen. Die Kraft, welche durch diese Verkürzung der Stricke -ausgeübt wird, ist so außerordentlich groß, daß in Rom ein Obelisk von -9000 Centner Gewicht, den man mit allen Maschinen nicht aufzurichten -vermocht hatte, allein durch die feucht gewordenen Taue, die ihn -hielten, emporgezogen wurde. - -=61. Warum= kann man sich mit einem seidenen Taschentuch nicht so gut -den Schweiß trocknen als mit einem leinenen? - -=Weil= die Seidenfaser zwar auch Haarröhrchen besitzt, diese aber wegen -der geringen Adhäsion, die zwischen Seide und Wasser besteht, nur wenig -Feuchtigkeit aufsaugen. Baumwollene Taschentücher nehmen den Schweiß -noch besser auf als leinene. - -=62. Warum= läßt sich Quecksilber in Beuteln aus Flor forttragen, ohne -daß es durch die von den Fäden gebildeten Zwischenräume hindurchfällt? - -=Weil= die Cohäsionskraft des Quecksilbers stärker wirkt als die -Adhäsionskraft der Fäden, und sich daher das Quecksilber nicht an die -Fäden des Flors anlegt, sondern, durch die Cohäsion zusammengehalten, -als ganze Masse von den Fäden des Flors getragen wird. Berührt man aber -mit der unteren Seite des Flors einen Quecksilberspiegel, so fließt -das Quecksilber sofort durch den Flor, weil nun die Cohäsion durch die -Anziehung des Quecksilberspiegels überwunden wird. - -[Illustration: Fig. 6.] - -=63. Warum= fahren zwei Korkkügelchen, welche auf Wasser schwimmen, -sobald sie einander nahe kommen, auf einmal schnell an einander? - -=Weil= an dem Umfange beider Korkkügelchen in Folge der Adhäsion das -Wasser etwas höher steht, als die übrige Oberfläche des Wassers, und -zwischen den Kügelchen daher, wenn sie sich einander nähern, eine hohle -Wasserfläche entsteht, so daß die Wassertheilchen, indem sie diese -vermöge ihrer Anziehung auszufüllen suchen, zusammenfließen und die -Kügelchen mit sich fortreißen. Ein Korkkügelchen und ein Wachskügelchen -aber, die man auf dem Wasser schwimmen läßt, ziehen einander nicht an, -sondern stoßen sich ab, weil das Wachskügelchen, das bekanntlich vom -Wasser nicht benetzt wird, von einer Senkung des Wassers umgeben ist -und daher bei der Annäherung an das Korkkügelchen von der erhöhten -Wasserumgebung des Letzteren wie auf einer schiefen Ebene herabrollt. - -[Illustration: Fig. 7.] - -=64. Warum= bewegen sich kleine Körper, wie z. B. Holzspänchen, -Korkkügelchen und dergleichen, wenn sie sich der Wand des Gefäßes -nähern, schneller nach derselben zu, als sie sich in der Mitte des -Gefäßes bewegten? - -=Weil= vermöge der Adhäsion das Wasser sowohl an der Wand des Gesäßes -als an dem Umfange der kleinen schwimmenden Körperchen höher steht, als -die Oberfläche des übrigen Wassers in dem Gefäße, so daß sich zwischen -der Wand und dem Kügelchen bei der Annäherung desselben eine hohle -Fläche bildet, zu deren Ausfüllung die Wassertheilchen zusammenfließen -und dabei das Kügelchen mit sich fortreißen. - - - - -Trägheit. - - - In der Natur kann keine Veränderung in dem Zustande der - Dinge vorgehen, ohne daß sie durch eine besondere Ursache - oder Kraft veranlaßt wird. Diese Eigenschaft der Körper, den - Zustand, in welchem sie sich gerade befinden, unverändert - beizubehalten, oder vielmehr ihr Unvermögen, den Zustand der - Ruhe oder Bewegung von selbst zu verändern, bezeichnet man - als Beharrungsvermögen oder Trägheit. Ist ein Körper in Ruhe, - so ist eine Kraft nöthig, um ihn in Bewegung zu setzen; ist - er in Bewegung, so ist eine Kraft nöthig, um ihn zur Ruhe zu - bringen. Ein Körper, der einmal in Bewegung ist, wird ohne - Einwirkung äußerer Kräfte seine Bewegung mit unveränderter - Geschwindigkeit und in unveränderter Richtung fortsetzen, bis - sie durch äußere Hindernisse aufgehoben wird. Solche äußere - Hindernisse der Bewegung sind insbesondere die Schwere des sich - bewegenden Körpers, die Reibung an der Fläche, auf welcher er - sich bewegt, der Widerstand der Luft und der Stoß gegen ihm - entgegenstehende oder sich ihm entgegen bewegende andere Körper. - -=65. Warum= wird mit der größten Anstrengung ein sehr schwer beladener, -ruhig stehender Wagen von den Pferden fortgezogen, während er, einmal -in Bewegung gesetzt, mit viel geringerer Anstrengung fortbewegt wird? - -=Weil= zunächst die Trägheit der Last und des Wagens überwunden werden -muß, während später, wenn der Wagen einmal in Bewegung ist, die Pferde -nichts weiter zu thun haben, als die seiner Bewegung entgegenstehenden -Hindernisse zu überwinden, namentlich die Reibung auf dem unebenen -Boden. - -=66. Warum= bleibt die Betriebswelle einer Dampfmaschine noch in -Bewegung, wenn dem Dampfe der Zugang in den Dampfcylinder bereits -abgeschnitten ist? - -=Weil= das Schwungrad der Maschine, in welchem eine bedeutende -lebendige Kraft gleichsam aufgespeichert liegt, seine Bewegung noch -fortsetzt und ebenso die mit demselben fest verbundene Betriebswelle. -Die Bewegung dauert so lange fort, bis die Kraft des Schwungrades durch -die entgegenwirkenden Reibungswiderstände vernichtet ist. - -=67. Warum= bekommen Personen, die sich in einem schnell fahrenden -Wagen befinden, wenn dieser plötzlich anhält, einen Ruck vorwärts? - -=Weil= sie in der ihnen vom Wagen mitgetheilten Bewegung auch dann noch -beharren, wenn der Wagen still steht. Sie würden sogar noch weiter -vorwärts geworfen werden, wenn nicht die Reibung auf dem Wagensitze -und die Muskelkraft ihrer Beine, auf die sie ihren Körper zum Theil -stützen, diese vorwärtsgehende Bewegung hemmte. In einem ruhenden Wagen -sitzende Personen dagegen werden, wenn die Pferde plötzlich anziehen, -rückwärts geworfen, weil sie an dem Orte zu beharren streben, an -welchem sie waren. - -=68. Warum= schlagen Kanonen- oder Flintenkugeln, die aus großer -Nähe durch eine Fensterscheibe hindurchgeschossen werden, nur ein -kreisrundes Loch in das Glas von fast demselben Durchmesser wie die -Kugel, ohne die Fensterscheibe zu zersplittern? - -=Weil=, wenn Theile eines Körpers durch eine heftige, ungemein schnell -wirkende Kraft aus dem Zustande der Ruhe in den der Bewegung versetzt -werden, wie dies bei einer aus der Nähe abgeschossenen Flinten- -oder Kanonenkugel geschieht, die übrigen Theile des Körpers nicht -nur in Ruhe bleiben, sondern auch vermöge ihrer Trägheit ohne alle -Beschädigung für sie den Zusammenhang aufgeben, in dem sie mit den -losgerissenen Theilen standen. Bei einem langsameren Schlage der Kugel -gegen eine Fensterscheibe würde auch die Umgebung zertrümmert werden, -da die Bewegung dann Zeit hätte, sich von den getroffenen Theilen auch -den benachbarten mitzutheilen. - -=69. Warum= muß man aus einem in schneller Bewegung befindlichen Wagen -oder Fuhrwerke mit dem Gesicht nach den Pferden gewendet hinausspringen? - -=Weil= beim Berühren des Erdbodens mit den Füßen der Oberkörper nach -vorn fällt und man _sieht_, wohin man fällt; man hat die Arme zur Hülfe -frei. Springt man verkehrt, so fällt man rücklings leicht auf den -Hinterkopf, was sehr gefährliche Wirkungen, selbst den Tod, zur Folge -haben kann. Springt man richtig und neigt dabei den Oberkörper leicht -nach hinten, so, steht man beim Berühren des Erdbodens mit den Füßen -senkrecht, und die Gefahr ist in der Hauptsache vermieden. - -=70. Warum= fällt ein Geldstück, welches auf einem Kartenblatt genau -über der Mündung einer Flasche liegt, in diese hinein, wenn man mit dem -Finger das Kartenblatt rasch in horizontaler Richtung fortschnellt? - -=Weil= das Geldstück wegen seines Beharrungsvermögens an der Bewegung -des Kartenblattes keinen Theil nimmt, wenn die Bewegung schnell und -heftig genug ist, um die Reibung, vermöge deren das Geldstück sonst an -dem Kartenblatt haftet, zu überwinden. Wird daher das Kartenblatt nur -langsam weggeführt, so bleibt das Geldstück darauf liegen. - -=71. Warum= kann man einen Mauerstein in der Hand zerschlagen, ohne den -Schlag des Hammers sehr zu empfinden? - -=Weil= die durch den Schlag des Hammers bewirkte Erschütterung sich -nur den der getroffenen Stelle zunächstliegenden Theilen mittheilt, die -übrigen Theile des Steins aber in ihrer Ruhe beharren, und so auch die -Hand darunter von ihnen nicht erschüttert wird. Deshalb ist es auch -kein großes Kunststück, wenn ein sogenannter Herkules auf einem Ambos, -der auf seiner Brust liegt, hämmern läßt, wenn die Schläge nur schnell -geführt werden, und der Hammer immer schnell wieder zurückgezogen wird. - -=72. Warum= ist es so gefährlich, in den Lauf eines geladenen Gewehres -Sand gerathen zu lassen? - -=Weil= das beim Losschießen sich durch die Explosion des Pulvers -entwickelnde Gas sich viel zu schnell ausdehnt, als daß sich die -Bewegung der untersten Sandtheile den oberen mittheilen könnte, und -das in seiner Ausdehnung gehemmte Gas daher den Lauf sprengt. Deshalb -braucht man beim Sprengen von Felsen auch nur das Pulver im Bohrloch -mit lockerem Sand zu bedecken, und doch wirkt die Gewalt der Explosion -nach allen Seiten hin. - -=73. Warum= müssen dauerhafte Brücken eine große Masse haben? - -=Weil= eine um so größere Kraft dazu gehört, einen Körper in Bewegung -zu setzen, je größer seine Masse ist. Die mit großer Geschwindigkeit -über eine Brücke fahrenden, oder mit einer schweren Last sich über -dieselbe bewegenden Wagen vermögen nur den Stellen der Brücke, auf -welchen sie fahren, eine Erschütterung mitzutheilen, die aber durch -den Widerstand einer bedeutenden Menge ruhender Theile, welche der -Bewegung widerstehen, bald aufhört weiter fortgepflanzt zu werden -und daher eine große Menge von Theilen der Brücke nicht erreicht. -Starke Erschütterungen bringen freilich Wirkungen hervor, die der -Dauerhaftigkeit einer Brücke sehr nachtheilig sind. - -=74. Warum= kann man den lose gewordenen Stiel eines Hammers oder einer -Axt dadurch wieder befestigen, daß man denselben umgekehrt gegen einen -harten Gegenstand aufstößt? - -=Weil= durch den heftigen Stoß nur die Bewegung des Hammers, nicht aber -die des losen Eisenstücks plötzlich gehemmt wird, so daß also der Stiel -weiter in das hinabgleitende Eisenstück eindringt. - -=75. Warum= kann man eine verstopfte Röhre oft dadurch wieder öffnen, -daß man gewaltsam an das eine Ende derselben schlägt? - -=Weil= die durch das heftige Schlagen an die Röhre bewirkte -Erschütterung derselben sich dem sie verstopfenden Körper mittheilt und -ihn aus dem Zustande der Ruhe in den der Bewegung versetzt, wodurch er -allmählich bis an die Oeffnung der Röhre gebracht wird. Dies wird um so -eher geschehen können, wenn es nicht _ein_ Körper ist, sondern mehrere, -die sich zusammengehäuft haben. - - - - -Elasticität. - - - Nicht nur als Ganzes wollen die Körper ihren Zustand - beibehalten, sondern auch ihre einzelnen Theile widerstreben - einer Veränderung ihrer Lage. Diejenige Eigenschaft eines - Körpers, vermöge welcher seine Theile, wenn sie aus ihrer - Lage gebracht sind, genau wieder in dieselbe zurückkehren, - sobald die störende Kraft zu wirken aufgehört hat, nennt man - Elasticität. Vollkommen findet diese Rückkehr der Theilchen - in ihre frühere Lage nur dann statt, wenn ihre Verschiebung - gewisse Grenzen nicht überschritten hat. Solche Körper, - welche diese Eigenschaft in hohem Grade besitzen, wie Stahl, - Elfenbein, Gummi, nennt man elastische; solche, welche diese - Eigenschaft gar nicht, oder in kaum merkbarem Grade besitzen, - wie Blei, Wachs, Thon, nennt man unelastische Körper. Solche - Körper, bei denen eine größere Kraft nöthig ist, um überhaupt - eine Verschiebung der Theilchen hervorzubringen, wie Stahl und - Elfenbein, heißen hart; solche, bei denen eine geringe Kraft - die Verschiebung bewirkt, wie Gummi oder Thon, heißen weiche - Körper; solche, die -- sobald die Verschiebung ihrer Theilchen - die Elasticitätsgrenze überschritten hat, -- ihren Zusammenhang - verlieren und zerbrechen, wie das Glas, werden spröde genannt; - solche endlich, deren Theilchen jenseits der Elasticitätsgrenze - nur eine andere Lage annehmen, ohne den Zusammenhang zu - verlieren, wie Metalle, heißen dehnbar. - -=76. Warum= wird ein von einer Armbrust geschossener Bolzen bis zu -ansehnlicher Entfernung fortgetrieben? - -=Weil= die stark ausgedehnte elastische Schnur, deren Kraft durch das -gekrümmte elastische Holz, an dessen beiden Enden die Schnur befestigt -ist, noch verstärkt wird, sobald sie durch den Drücker frei gemacht -wird, mit aller Kraft in ihre vorige Lage wieder zurücktritt und daher -auf ihrem Wege den unmittelbar vor ihr liegenden Bolzen mit großer -Gewalt forttreibt. - -=77. Warum= bekommt eine Billardkugel, welche auf eine recht eben -und glatt geschliffene Marmortafel herabfällt, die man an einer -Oellampe schwarz anlaufen ließ, einen ziemlich großen schwarzen Fleck, -während sie an der aufstoßenden Stelle nur einen Fleck von der Größe -eines Stecknadelknopfes bekommt, wenn man sie mit der Hand auf die -Marmorplatte stößt? - -=Weil= die Kugel, wenn sie auf die Marmorplatte herabfällt, wegen der -Gewalt des Stoßes an der auffallenden Stelle platt gedrückt wird, und -mit dieser ganzen Fläche die Platte berührt, nachher jedoch wegen ihrer -Elasticität sogleich wieder in ihre runde Gestalt zurückkehrt. Wird -dagegen die Kugel blos mit der Hand auf die Platte gedrückt, ist also -keine Kraft vorhanden, welche die Lage der Theilchen verschiebt, so -berührt sie dieselbe blos in einem einzigen Punkt und zeigt sich daher -auch nur an diesem schwarz. - -=78. Warum= springt eine mit Luft angefüllte Schweinsblase, welche man -mit Gewalt etwas platt drückt, sogleich wieder in ihre vorige Gestalt -zurück, sobald man zu drücken aufhört? - -=Weil= die darin enthaltene Luft dem Drucke zwar nachgiebt und sich -in einen engeren Raum zusammenzieht, sobald aber der Druck nachläßt, -vermöge ihrer Elasticität wieder in den Raum zurückkehrt, den sie -vorher einnahm, und daher die zusammengedrückte Blase wieder ausspannt. - -=79. Warum= fliegt ein Gummiball, mit einer Ballkeule geschlagen, -weiter als ein unelastischer Stein? - -=Weil= die von dem Schlage getroffenen Theile des elastischen Balles -soweit nachgeben, bis die Rückwirkung der Elasticität der stoßenden -Kraft gleich ist, der Ball also durch das Zurückspringen der gewichenen -Theile in ihre ursprüngliche Lage den ganzen Stoß erhält, während -bei dem unelastischen Steine die Wirkung des Stoßes sich nicht allen -Theilen mittheilt, ein großer Theil der Wirkung des Stoßes also an der -Ballkeule verloren geht. - - - - -Schwerkraft. - - - Alle Körper auf der Erde sind schwer, d. h. sie werden von der - Erde angezogen oder haben das Bestreben, sich dem Mittelpunkte - der Erde zu nähern, und fallen, wenn sie nicht durch eine - andere Kraft daran gehindert werden. Eine Wirkung dieser - Anziehungskraft der Erde, die man ihre Schwerkraft nennt, ist - der Druck, welchen jeder Körper auf eine Unterlage, die ihn am - Fallen hindert, also etwa auf unsere Hand, wenn wir ihn in der - Hand halten, ausübt, und diesen Druck nennt man das Gewicht - des Körpers. Die Gewichte verschiedener Körper vergleichen, - heißt sie _wägen_. Als Einheit für diese Vergleichung dient - jetzt allgemein das Gewicht eines Kubikcentimeters destillirten - Wassers oder das Gramm; die decimalen Theile desselben - heißen Decigramm, Centigramm, Milligramm (1/1000 Gramm), die - decimalen Vielfachen sind Dekagramm, Hektogramm, Kilogramm. Ein - Kilogramm, kurz 1 Kilo, ist gleich 2 Pfund, 50 Kilo bilden 1 - Centner. - -=80. Warum= ist ein auf dem Tische liegender großer Quecksilbertropfen -nie ganz kugelrund? - -=Weil= bei einem großen Quecksilbertropfen der Cohäsionskraft, -- -welche seine Theilchen zusammenhält und, da sie von allen Seiten -gleichmäßig wirkt, sie zwingt, die Kugelgestalt anzunehmen, -- die -Schwerkraft entgegenwirkt und jene zwar nicht völlig aufhebt, aber -doch schwächt, so daß die Theilchen, ohne sich zu trennen, dem Zuge -der Schwere nach unten folgend, von der Kugelgestalt abweichen -müssen. Bei größeren Flüssigkeitsmassen bewirkt diese Schwere das -Auseinanderfließen zur Ebene. - -=81. Warum= wird eine Schnur, an der ein Bleigewicht hängt, straff -gezogen? - -=Weil= das Bleigewicht, wie jeder andere Körper, durch die Schwerkraft -nach dem Mittelpunkte der Erde gezogen wird, die Schnur jedoch dasselbe -hindert, diesem Bestreben zu folgen, so daß es nur mit der Kraft, die -seinem Drucke oder Gewichte gleich ist, die Schnur straff zu spannen -vermag. Dadurch bezeichnet es aber zugleich die Richtung, in welcher -die Schwerkraft wirkt, und in welcher daher auch Mauern, die nicht -fallen sollen, aufgerichtet werden müssen. Darauf beruht der Gebrauch -des Bleiloths der Maurer. Diese Richtung des Bleiloths nennt man die -senk- oder lothrechte oder auch verticale. - -=82. Warum= fällt ein Stein, den wir in der Hand halten, sobald wir ihn -loslassen, auf die Erde? - -=Weil= unsere Hand für den Stein nur das Hinderniß war, dem Zuge der -Schwerkraft zu folgen, und er nach Beseitigung des Hindernisses nun -von der Wirkung dieser Kraft so lange getrieben wird, bis er auf dem -Erdboden abermals einen Widerstand findet. Je tiefer er fällt, um so -schneller wird seine Bewegung, da die Schwerkraft nicht _einmal_, -sondern beständig in jedem Augenblick auf ihn wirkt und daher mit jedem -Augenblick seine Bewegung beschleunigt. - -=83. Warum= schießen Wagen von einer Anhöhe mit solcher Geschwindigkeit -herab, wenn sie nicht gehemmt werden? - -=Weil= auf der schiefen Ebene, wie sie eine solche Anhöhe darstellt, -ein Körper nur zum Theil gegen das Herabfallen geschützt ist, und es -nur einer geringen Kraft bedarf, um den Widerstand zu überwinden, durch -den er vom Herabfallen abgehalten wird. Wenn daher auch die Pferde den -einmal in Bewegung gesetzten Wagen nicht weiter zögen, so würde er -schon durch die eigene Schwerkraft herabgetrieben werden, und zwar mit -zunehmender Geschwindigkeit. Daher müssen die Pferde, sobald der Wagen -auf einer abschüssigen Ebene in Bewegung gesetzt ist, statt ihn zu -ziehen, ihn vielmehr mit aller Kraft zurückhalten. - -=84. Warum= fallen leichte Körper, wie Flaumfedern, Papierstückchen u. -s. w. so langsam zur Erde? - -=Weil= die auch bei diesen Körpern wirkende Schwerkraft sie zwar nach -der Erde herabtreibt, der Druck aber, den sie wegen der geringen Menge -von materiellen Theilchen ausüben, die in einen für ihre Schwere -ziemlich großen Raum ausgedehnt sind, durch den Gegendruck der Luft, -durch welche sie fallen, zum Theil aufgehoben wird. Die Schwerkraft -wirkt daher nicht mit voller Stärke. Im luftleeren Raume dagegen fallen -alle Körper, Blei wie Federn, gleich schnell. - -=85. Warum= drückt ein in eine Wagschale gelegtes Gewicht dieselbe -nieder? - -=Weil= das Gewicht vermöge seiner Schwerkraft einen der Menge seiner -materiellen Theilchen entsprechenden Druck auf die Wagschale ausübt, -die es hindert, dem Gesetze der Schwere zu folgen. Es muß daher durch -diesen Druck die Wagschale so weit herabsinken, bis sie unterstützt -wird. Legt man dagegen in die andere Wagschale einen Körper, der eben -so schwer ist, als das Gewicht, so treten die beiden Wagschalen wieder -ins Gleichgewicht. - -=86. Warum= wiegt ein Maaß Quecksilber viel mehr als ein Maaß Wasser -und ein Kubikcentimeter Blei mehr als ein Kubikcentimeter Holz? - -=Weil= in dem Quecksilber und in dem Blei mehr Masse in denselben -Raum zusammengedrängt ist, oder die Massentheilchen darin dichter an -einander liegen, als in dem Wasser und im Holz. Man sagt daher auch, -Blei und Quecksilber haben eine größere eigenthümliche Dichtigkeit oder -ein größeres eigenthümliches oder spezifisches Gewicht als Holz und -Wasser, oder Quecksilber sei specifisch schwerer als Wasser. - - - - -Der Schwerpunkt. - - - In jedem Körper giebt es einen Punkt, dessen alleinige - Unterstützung ausreicht, ihn am Fallen zu hindern. Diesen Punkt - nennt man den Schwerpunkt. Er liegt stets so, daß um ihn nach - allen Seiten hin die Massentheilchen des Körpers gleichmäßig - vertheilt sind. In einer Kugel liegt er daher im Mittelpunkt, - in einer Walze in der Mitte der Axe. Bei andern Körpern kann - man ihn dadurch finden, daß man sie an zwei verschiedenen - Stellen an einem Faden aufhängt. Der Schwerpunkt liegt dann - jedesmal in der Richtung des Fadens, und der Durchschnittspunkt - der beiden Linien giebt dann genau die Lage des Schwerpunkts - an. Die senkrechte Linie vom Schwerpunkt zum Boden nennt man - die Richtungslinie der Schwere oder die Schwerlinie. Ein Körper - befindet sich in der Ruhe oder im Gleichgewicht, wenn er in - der Richtung dieser Schwerlinie unterstützt oder befestigt - ist. Man unterscheidet ein indifferentes, ein stabiles und ein - labiles Gleichgewicht. Im indifferenten Gleichgewicht befindet - sich ein Körper, wenn er in seinem Schwerpunkt selbst befestigt - ist, wie ein Rad, das sich um seine Axe dreht. Ein stabiles - Gleichgewicht findet statt, wenn ein Körper oberhalb seines - Schwerpunktes befestigt, also wenn er aufgehängt ist. Der - Körper findet dann seine Ruhe stets, sobald sein Schwerpunkt - sich senkrecht unter seinem Aufhängepunkte befindet. Das - labile Gleichgewicht tritt ein, wenn der Stützpunkt tiefer als - der Schwerpunkt liegt, wie beim Balanciren auf einer Spitze. - Die Ruhe kann dann nur gesichert werden, wenn man den Körper - in mindestens drei Punkten unterstützt, zwischen denen die - Schwerlinie hindurchgeht. - -[Illustration: Fig. 8.] - -=87. Warum= rollt eine Kugel, welche man auf eine abschüssige Fläche -legt, sogleich hinunter? (Fig. 8.) - -=Weil= bei einer Kugel, die eine Ebene, auf der sie liegt, nur in -einem Punkt berührt, die Richtungslinie der Schwere diesen Punkt nicht -mehr trifft, wenn die Kugel auf einer schiefen Ebene liegt, so daß der -Schwerpunkt der Kugel also nicht unterstützt ist und sie herabfallen -muß. - -=88. Warum= neigen wir uns vorwärts, wenn wir einen Berg hinaufsteigen? - -=Weil= wir dadurch die Richtungslinie der Schwere zwischen unseren -Füßen behalten, und wir nur unter dieser Bedingung fest stehen können. -Denn der Schwerpunkt unseres Körpers liegt bei uns im Unterleibe, und -die Schwerlinie fällt daher zwischen unsere Beine, wenn wir uns auf -einer wagerechten Ebene befinden, hinter uns jedoch, wenn wir uns auf -einer schiefen Ebene mit dem Gesichte nach dem Gipfel zu befinden. -Wir müssen uns daher vorwärts beugen, wenn wir eine schiefe Ebene -hinaufsteigen, um die Schwerlinie wieder zwischen unsere Füße zu -bringen. - -=89. Warum= müssen wir uns rückwärts beugen, wenn wir einen Berg -hinabsteigen? - -=Weil= wir dadurch, daß wir uns beim Herabsteigen rückwärts beugen, die -Schwerlinie zwischen unsere Beine bringen, die bei grader Haltung vor -uns liegen würde, so daß also unser Schwerpunkt in dieser Haltung nicht -unterstützt wäre und wir fallen müßten. - -[Illustration: Fig. 9.] - -=90. Warum= müssen Leute, welche vor sich eine Last tragen, sich -rückwärts beugen? - -=Weil= der Schwerpunkt des Körpers durch die vorn hängende Last -verschoben und weiter nach vorwärts gerückt wird, so daß also auch die -Schwerlinie nach vorn fallen würde. Durch Rückwärtsbeugung aber wird -die Schwerlinie wieder zwischen die Beine gebracht. (Fig. 9.) - -[Illustration: Fig. 10.] - -=91. Warum= müssen Leute, welche eine Last auf dem Rücken tragen, sich -vorwärts beugen? - -=Weil= durch die Last auf dem Rücken die Lage des Schwerpunktes in dem -menschlichen Körper gleichfalls verändert wird, und er weiter rückwärts -zu liegen kommt. Die Schwerlinie würde daher bei grader Haltung nach -hinten fallen. Um dies zu verhindern, wird der Oberkörper nach vorn -gebeugt. (Fig. 10.) - -[Illustration: Fig. 11.] - -=92. Warum= muß ein Mensch, der eine Last in der rechten Hand trägt, -sich nach der linken Seite zu beugen? - -=Weil= sein Schwerpunkt durch die Last in der rechten Hand weiter nach -der rechten Seite zu rückt, und daher die Schwerlinie über sein rechtes -Bein hinausfallen würde. Um den Schwerpunkt wieder weiter nach links -und die Schwerlinie zwischen seine Beine zu bringen, muß er sich zur -linken Seite beugen. (Fig. 11.) - -=93. Warum= stehen wir nicht fest, wenn wir blos auf einem Beine stehen? - -=Weil= wir in diesem Falle den Körper nach dem Fuße hin, auf dem wir -stehen, beugen müssen, damit die Schwerlinie unsers Körpers gerade -unter diesen Fuß trifft. Da aber schon eine geringe Veränderung -unserer Haltung unsern Schwerpunkt verrücken und bei einer so geringen -Unterstützungsfläche der Unterstützung berauben kann, so gehört eine -große Kraftanstrengung dazu, um uns auf einem Fuße stehend zu erhalten. -Es ist daher auch nicht möglich, auf einem Beine zu stehen, wenn man -dasselbe dicht an eine lothrechte Wand stellen soll, da die Schwerlinie -dann nicht mehr in dieses Bein gelegt werden kann. - -=94. Warum= können wir einen vor uns auf dem Boden liegenden -Gegenstand nicht aufheben, ohne uns in den Hüften zu biegen? - -=Weil= durch die Vorwärtsneigung des Oberkörpers der Schwerpunkt so -weit nach vorn verschoben werden würde, daß wir fallen müßten, wenn wir -nicht gleichzeitig durch die Hüftbiegung einen Theil des Körpers wieder -nach rückwärts streckten. - -=95. Warum= schleudern die meisten Menschen beim Gehen abwechselnd mit -beiden Armen? - -=Weil= unser Gehen eigentlich nur ein fortgesetztes Fallen auf den -jedesmal vorausgesetzten Fuß ist und dabei die Schwerlinie immer -vorwärts abwechselnd nach rechts und links gelegt wird, diese Verlegung -der Schwerlinie aber durch das abwechselnde Schleudern mit den Armen -erleichtert wird. Ohne dieses Schleudern würde die Haltung des Körpers -eine viel schwankendere sein und eher eine Ermüdung herbeiführen. - -[Illustration: Fig. 12.] - -=96. Warum= fällt ein hoher Gegenstand in derselben geneigten Stellung -leichter um als ein niedriger? - -=Weil= ein Körper in schiefer Stellung nur so lange fest steht, als -seine Schwerlinie noch in seine Grundfläche fällt, diese Schwerlinie -aber um so leichter über die Grundfläche hinausgerückt wird, je höher -der Körper ist, und je höher darum sein Schwerpunkt liegt. Darum pflegt -man Schiffe mit Ballast zu versehen, damit ihr Schwerpunkt möglichst -tief liege. Eben darum giebt man auch Gegenständen, die fest stehen -sollen, wie Lampen, Leuchtern etc., einen schweren Fuß. - -=97. Warum= steht ein sogenannter Taumelbecher sofort wieder auf, wenn -man ihn auf den Tisch zu legen versucht? - -=Weil= ein solcher Becher einen sehr dicken, halbkugelförmigen Boden -hat, so daß der Schwerpunkt in diesem liegt, und die Schwerlinie daher -bei horizontaler Lage des Bechers nicht in der Linie, in welcher der -Becher unterstützt ist, sondern seitwärts hervortritt, und der Becher -dadurch gezwungen wird, auch nach dieser Richtung hin wieder seine -Unterstützung zu suchen, also aufzustehen. Dasselbe gilt auch von den -mit bleiernen Füßen versehenen Stehaufmännchen aus Holundermark. - -=98. Warum= schwebt ein Münzstück sehr leicht auf einer Nadelspitze, -wenn man auf dasselbe einen Kork stellt und in diesen von -entgegengesetzten Seiten zwei abwärts geneigte Gabeln steckt? - -=Weil= durch das Gewicht der Gabeln der Schwerpunkt unter die -Nadelspitze verlegt wird, das Münzstück also gar nicht fallen kann, -wie man auch seine Lage verändern möge, da es gleichsam im Stützpunkt -aufgehängt ist. - -=99. Warum= fällt ein Kreisel, so lange er sich rasch dreht, nicht um, -während er doch im ruhenden Zustande nicht auf seiner Spitze stehen -kann? - -=Weil= der Schwerpunkt des Kreisels, der im ruhenden Zustande -allerdings nicht genügend unterstützt ist, durch die rasche Drehung -(Schwungkraft) in jedem Augenblick seinen Ort ändert, so daß der -Kreisel, wenn er nach einer Seite hin fallen will, im nächsten -Augenblick schon nach der andern Seite gezogen wird. Durch dieses -beständige Entgegenwirken der Kräfte (Schwerkraft und Schwungkraft) -wird er im Gleichgewicht erhalten und bleibt aufrecht. Aus demselben -Grunde ist es auch leicht, einen in schnelle Drehung versetzten Teller -auf einer Degenspitze zu balanciren. - - - - -Gleichgewicht und Bewegung fester Körper. - - - Kein ruhender Körper kommt durch sich selbst in Bewegung; es - bedarf dazu einer bewegenden Ursache, einer Kraft. Wenn mehrere - Kräfte in ihren gegenseitigen Wirkungen sich vollständig - aufheben, so sagt man, sie halten sich das Gleichgewicht. Das - Gleichgewicht findet statt, wenn zwei genau gleiche Kräfte - nach entgegengesetzten Richtungen wirken. Wenn eine Kraft auf - einen Körper wirkt, so bewegt er sich nur in der Richtung - dieser Kraft, und seine Bewegung ist eine gradlinige. Wenn auf - einen bewegten Körper in jedem Augenblick eine andere Kraft - einwirkt, so verändert er in jedem Augenblicke seine Richtung, - und seine Bewegung wird eine krummlinige. Eine solche in jedem - Augenblick wirkende Kraft ist die Schwere, und geworfene Körper - beschreiben daher krummlinige Bahnen. Durchläuft ein Körper in - gleichen Zeiten immer gleiche Räume, so ist seine Bewegung eine - gleichförmige. Durchläuft er in gleichen Zeiten verschiedene - Räume, so ist seine Bewegung eine ungleichförmige, und zwar - eine beschleunigte oder verzögerte, je nachdem die in gleichen - Zeiten durchlaufenen Räume zu- oder abnehmen. Ein fallender - Körper hat eine beschleunigte, ein aufwärts geworfener Körper - eine verzögerte Bewegung. Das Verhältniß zwischen der Länge des - Weges und der Zeit, in welcher er zurückgelegt wird, nennt man - die Geschwindigkeit der Bewegung. Von zwei bewegten Körpern hat - derjenige die größere Geschwindigkeit, welcher in derselben - Zeit den größeren Weg zurücklegt. Die Wirkung eines bewegten - Körpers hängt sowohl von der Masse desselben als von der - Geschwindigkeit seiner Bewegung ab; sie entspricht dem Produkt - aus der Masse und der Geschwindigkeit. - -=100. Warum= bringt eine mit der Hand geworfene Kugel eine viel -geringere Wirkung hervor, als eine aus der Büchse geschossene? - -=Weil= die geworfene Kugel sich mit einer viel geringeren -Geschwindigkeit bewegt, als die geschossene, die Wirkung eines bewegten -Körpers aber nicht blos von der Masse desselben, sondern auch von -seiner Geschwindigkeit abhängt. - -=101. Warum= ist man trotz aller Anstrengung nicht im Stande, einen -Korkpfropfen ebenso weit zu werfen, wie einen gleich großen Stein? - -=Weil= der Kork, auch wenn wir ihm dieselbe Geschwindigkeit geben wie -dem Stein, doch nicht dieselbe Wirkung auf die widerstehende Luft -ausüben kann, da diese Wirkung außer von der Geschwindigkeit auch -von der Masse des bewegten Körpers abhängt, die Masse des Korks aber -eine außerordentlich geringe gegen die Masse des Steins ist. Die -Bewegung des Korks wird daher viel früher durch den Widerstand der Luft -aufgehoben als die Bewegung des Steins. - -[Illustration: Fig. 13.] - -=102. Warum= gelangt ein Kahn, der zugleich vom Strom und von einem von -der Seite her wehenden Winde getrieben wird, in schräger Richtung über -einen Fluß? - -=Weil= ein Körper, auf welchen gleichzeitig zwei Kräfte in -verschiedenen Richtungen wirken, weder der Richtung der einen noch -derjenigen der andern Kraft folgen kann, sondern eine mittlere Richtung -einschlagen muß. Der Kahn gelangt genau an dieselbe Stelle des andern -Ufers, an welche er gelangt wäre, wenn er zuerst nur von der Kraft -der Strömung (von ~a~ nach ~b~) und dann nur von der Kraft des Windes -(von ~b~ nach ~d~) getrieben worden wäre. Er hat also die Mittellinie -oder Diagonale eines Parallelogramms durchlaufen, dessen Seiten die -beiden auf ihn wirkenden Kräfte ihrer Stärke wie ihrer Richtung nach -vorstellen. Er hat sich also so bewegt, als ob er von einer einzigen -Kraft, welche diese Diagonale vorstellt, getrieben wäre. Dieses -Gesetz, welches allgemein die Bewegung eines von zwei verschieden -gerichteten Kräften bewegten Körpers bestimmt, nennt man das Gesetz des -Parallelogramms der Kräfte. - -[Illustration: Fig. 14.] - -=103. Warum= wird ein Schiff auch von einem Seitenwinde, der seine -schief gestellten Segel trifft, vorwärts getrieben? - -=Weil= der Stoß des Windes (~fe~), wenn er schief auf die Segelfläche -(~cd~) trifft, gleichsam in zwei Kräfte zerlegt wird, von denen die -eine (~eh~) längs der Fläche des Segels wirkt, also nutzlos bleibt, die -andere (~ge~) aber senkrecht gegen das Segel trifft, also zur Wirkung -kommt. Wegen der schiefen Stellung des Segels kann aber auch diese -letztere Kraft für die Bewegung des Schiffes selbst nicht ihre volle -Wirkung ausüben, wird vielmehr wieder gleichsam in zwei Seitenkräfte -zerlegt, von denen die eine (~ei~) das Schiff in der Richtung des Kiels -vorwärts treibt, die andere (~ek~) es seitwärts drängt. Da nun das -Schiff so gebaut ist, daß es in der Richtung nach vorn vom Wasser einen -möglichst geringen, in der Richtung nach seitwärts einen möglichst -großen Widerstand erfährt, und da das Steuerruder diese Stellung des -Rumpfes behauptet, so folgt das Schiff dem Stoße des Windes nach vorn -möglichst vollständig, dem Stoße nach der Seite aber nur in sehr -geringem Grade. - -=104. Warum= steigt ein Papierdrache, den ein Knabe am Faden gegen den -Wind zieht, in die Höhe, obwohl er doch als schwerer Körper zu Boden -fallen sollte? - -=Weil= auch hier der Stoß der Luft wegen der schiefen Stellung des -Drachen zerlegt wird und nur einen Theil seiner Kraft in einer auf die -Fläche des Drachen senkrechten Richtung wirksam machen kann, dieser -abgelenkte Stoß aber sich wieder mit dem Zuge des Fadens verbindet und -so eine von dem Faden weg nach oben strebende Bewegung hervorbringt. - -[Illustration: Fig. 15.] - -=105. Warum= kann der Auflader vermittelst der Schrotleiter ein -schweres Faß auf den Wagen bringen, das er sonst nicht zu heben vermag? - -=Weil= das Fallbestreben eines Körpers auf der schiefen Ebene, wie sie -die Schrotleiter darstellt, nicht mehr dem ganzen Gewichte des Körpers -entspricht, der Druck desselben vielmehr in zwei Kräfte zerlegt wird, -in eine senkrecht auf die Ebene wirkende (~ad~), welche aber durch -den Widerstand der Ebene aufgehoben wird, und in eine mit der Ebene -parallel wirkende (~ae~), welche allein noch überwunden werden muß, -wenn der Körper aufwärts bewegt werden soll. Diese noch zu überwindende -Kraft ist aber selbstverständlich viel kleiner als das Gewicht des -schweren Fasses und steht zu diesem in demselben Verhältniß, wie die -Höhe der schiefen Ebene (~AC~), d. h. hier die Höhe des Wagens zu der -Länge derselben (~AB~), d. h. hier die Länge der Schrotleiter. - -[Illustration: Fig. 16.] - -=106. Warum= kann der Holzhauer mit Hülfe des Keils die großen Klötze -leichter spalten als mit der Axt? - -=Weil= auch der Keil nach zwei Seiten eine schiefe Ebene darbietet, -und daher die Widerstände, welche das Holz dem Eindringen des Keils -entgegensetzt, an den schiefen Flächen desselben eine Theilung -erfahren, und zwar jeder in eine senkrecht nach oben gerichtete Kraft -(~eg~) und in eine andere (~dg~ und ~fg~) senkrecht auf die Richtung, -in welcher der Keil eindringt, zerlegt wird. Die letzteren beiden aber -heben einander auf als gleich und entgegengesetzt gerichtet, so daß nur -die nach oben wirkenden Kräfte übrig bleiben, um den Keil aus dem Spalt -hinauszutreiben. Nur diese hat der Schlag des Hammers auf den Keil zu -überwinden. Sie sind aber kleiner als die ursprünglichen Widerstände -selbst und verhalten sich zu diesen wie der halbe Rücken zur -Seitenfläche des Keils. Auch die Axt, wie jedes schneidende Werkzeug -ist zwar ein Keil, aber mit schmälerem Rücken. Sie dringt darum zwar -leichter in das Holz ein, erfährt aber einen stärkeren Druck durch die -Widerstände des Holzes von der Seite her. Deshalb bedient man sich -zum Spalten von Scheitholz einer Axt, deren Schneide einen ziemlich -stumpfen Keil bildet, zum Kleinhauen aber einer Axt mit sehr spitzem -Keile. - -=107. Warum= kann man einen Balken eines Hauses, der sich etwas gesenkt -hat, wieder heben, wenn man einen Keil darunter treibt? - -=Weil= dieser Keil nur eine bewegliche schiefe Ebene ist, und der -Balken, wenn er an seiner Fläche gleichsam hinaufgeschoben wird, mit -einem um so geringeren Theile seines Gewichtes widersteht, je flacher -der Keil ist. - -=108. Warum= führt man Wege in vielen Windungen auf hohe und steile -Berge? - -=Weil= man durch diese Windungen die Steilheit des Weges vermindert, -da der gewundene Weg gleichsam nur eine bedeutend verlängerte schiefe -Ebene darstellt, deren Neigung um ebenso viel kleiner ist, dieselbe -Last aber eine um so geringere Kraft zur Aufwärtsbewegung erfordert, -je geringer die Neigung der Ebene ist. An Arbeit wird allerdings dabei -nichts erspart; denn was an Kraft gewonnen wird, geht am Wege verloren. -Die Last muß vielleicht 8 oder 10mal so weit fortbewegt werden, als die -Höhe des Berges, zu der sie gehoben wird, beträgt. - -[Illustration: Fig. 17.] - -=109. Warum= kann man mit Hülfe der Schraube bei der Buchdrucker- oder -Weinpresse einen so starken Druck ausüben? - -[Illustration: Fig. 18.] - -=Weil= eine Schraube nichts Anderes ist, als eine um einen Cylinder -gewundene schiefe Ebene, und ein gegen diese geleisteter Widerstand -theilweise wirkungslos an der schiefen Ebene abgleitet, so daß eine -auf die Schraube wirkende Kraft einem weit größeren Gegendrucke das -Gleichgewicht halten kann. Bei der Schraube verhält sich die Kraft zu -dem Widerstande oder der Last, der sie das Gleichgewicht zu halten -vermag, wie die Höhe des Schraubenganges zu dem Umfange der Spindel. -Hat also eine solche Schraube einen Durchmesser von 1 Centimeter, und -ist jeder Schraubengang 1 Millimeter hoch, so vermag sie mit einem -Kraftaufwande von nur 1 Pfund einen Druck von 31½ Pfunden auszuüben. Um -die Reibung zu vermindern, welche die Wirkung der Schraube schwächen -muß, pflegt man sie sich in einer Schraubenmutter bewegen zu lassen, -d. h. in einem hohlen Cylinder, an dessen innerer Fläche sich genau -dieselbe schiefe Ebene, vertieft oder eingeschnitten, hinaufwindet. -Man kann auch die Schraubenspindel fest machen und die Schraubenmutter -sich daran auf und nieder bewegen lassen. Darauf beruhen die -Buchbinderpresse und die Kartenpresse. Man kann natürlich auch die -Schraube benutzen, um schwere Lasten zu heben, freilich wird bei jedem -Umgang der Schraube die Last nur um die Höhe des Schraubenganges -gehoben werden. - -=110. Warum= kann man mit dem Pfropfenzieher den Kork aus einer Flasche -ziehen? - -=Weil= der Pfropfenzieher ein schraubenförmig gewundener Keil ist, -dessen Keilform das Eindringen in den Kork erleichtert, dessen -Schraubenform aber die Reibung beim Aufwärtsziehen so vergrößert, daß -der Kork an dem Propfenzieher hängen bleibt. - -=111. Warum= kann man mit Hülfe einer vom Dampfe getriebenen Schraube -ein Schiff bewegen? - -=Weil=, wenn die Schraube umgedreht wird, sie mit ihrer schiefen Fläche -einen Stoß gegen das Wasser ausübt, dessen Wirkung, wenn sie auch wegen -der schiefen Richtung des Stoßes zum Theil seitwärts verloren geht, -doch stark genug ist, um durch den Widerstand, den die Wassermasse -diesem Stoße entgegensetzt, das Schiff vorwärts zu treiben. - -[Illustration: Fig. 19.] - -=112. Warum= wird die Schraube häufig zu feinen Messungen, namentlich -zur Messung sehr dünner Gegenstände benutzt, wo alle anderen -Meßinstrumente nicht mehr ausreichen? - -=Weil= jede ganze Umdrehung der Schraube auch eine Hebung oder Senkung -ihrer Spindel um die Höhe ihres Schraubenganges bewirkt, und wenn man -sie mit einer Scheibe versieht, die an ihrem Umfange mit einer feinen -Theilung versehen ist, auch jede Umdrehung um einen Theilstrich eine -Hebung oder Senkung um einen entsprechenden Theil dieser Höhe bewirken -muß. Ist der Rand der Scheibe z. B. in 100 Theile getheilt, und zählt -die Schraube auf jeden Centimeter 100 Schraubengänge, so entspricht -jede Drehung der Scheibe um einen Theilstrich einer Hebung oder -Senkung der Spindel um 1/10000 Centimeter. Ruht die Schraubenmutter -also mittelst dreier stählerner Füße auf einer geschliffenen -Glasplatte, und legt man einen dünnen Gegenstand unter ihre Spindel und -dreht die Scheibe, bis die Spindel den Gegenstand berührt, so kann man -an der Größe der Drehung die Dicke des Gegenstandes messen. - -[Illustration: Fig. 20.] - -=113. Warum= kann ein Arbeiter mit Hülfe eines einfachen Hebebaumes -einen viele Centner schweren Ballen bewegen? - -=Weil= dieser Hebebaum ein sogenannter Hebel und zwar ein zweiarmiger -Hebel ist, dessen Stützpunkt ein dem zu hebenden Ballen möglichst nahe -untergeschobener Klotz oder Stein ist, und an welchem eine Kraft um -so mehr leistet, in je weiterer Entfernung vom Stützpunkt sie wirkt. -Indem der Mann den Hebebaum an einem Ende niederdrückt, um am anderen -Ende die Last zu heben, dreht er die Stange um ihren Stützpunkt (~c~). -Das entferntere Ende beschreibt dabei einen größeren Bogen als das -nähere, und zwar einen genau so viel größeren, als die Entfernung des -Angriffspunktes vom Stützpunkt (~ac~) größer ist, als die Entfernung -der Last vom Stützpunkt (~cb~). Die Leistung einer Kraft oder eine -Arbeit wird aber gemessen durch das Produkt aus dem zu überwindenden -Widerstande und dem zurückgelegten Wege. Um so viel kleiner der Weg, um -so größer kann also der Widerstand oder die zu hebende Last sein. Am -Hebel halten sich also Kraft und Last das Gleichgewicht, wenn sie sich -umgekehrt wie die Abstände ihrer Angriffspunkte vom Stützpunkt oder, -wenn man diese Abstände Hebelarme nennt, umgekehrt wie die Hebelarme -verhalten. Ist der Hebebaum 2 Meter lang und der Klotz ¼ Meter vom -Ballen untergeschoben, so kann der Arbeiter diesen Ballen mit einem -Kraftaufwande von 50 Pfund in Bewegung setzen, wenn derselbe auch 4 -Centner wöge. - -[Illustration: Fig. 21.] - -=114. Warum= müssen die beiden Arme einer Wage genau gleich lang sein? - -=Weil= bei der Wage zwei gleiche Gewichte einander das Gleichgewicht -halten sollen, die Wage aber ein zweiarmiger Hebel ist, an welchem -zwei gleiche Gewichte nur dann im Gleichgewicht sein können, wenn -sie auch in gleichem Abstande vom Drehpunkt wirken. Wären die Arme -der Wage ungleich, so würde schon ein kleines Gewicht am längeren -Arme hinreichen, einem größeren am kürzeren Arme das Gleichgewicht zu -halten. Gleichwohl kann man auch auf einer unrichtigen Wage richtig -wägen. Man legt nämlich zuerst auf die eine Schale der Wage den zu -wägenden Körper, auf die andere so viele Gewichte oder Schrotkörner, -als nöthig sind, um das Gleichgewicht herzustellen, nimmt dann -den Körper selbst weg und ersetzt ihn durch Gewichte. Die Größe -dieser letzteren bestimmt das Gewicht des Körpers. Man nennt dieses -Verfahren Tariren. In Haushaltungen bedient man sich jetzt häufig der -sogenannten _Roberval_'schen Tafelwage (Fig. 21), die den Vorzug großer -Bequemlichkeit hat, wenn sie auch keine sehr genauen Wägungen zuläßt. -Bei dieser stehen die Schalen über dem Wagebalken, der gewöhnlich in -einem Kasten verborgen ist. Die Träger der Schalen ruhen auf scharfen -Schneiden (~C~ und ~D~) des Wagebalkens, sind aber zugleich unten durch -ein Querstück (~AB~) beweglich verbunden, das sich um einen festen -Stift (~Q~) dreht, der genau senkrecht unter dem Aufhängepunkte (~O~) -des Wagebalkens steht. Dadurch sind die Träger gezwungen, bei den -Schwankungen der Wage stets in senkrechter Stellung zu bleiben. - -[Illustration: Fig. 22.] - -=115. Warum= kann man bei der Schnellwage mit demselben Gewichte -verschiedene Lasten wägen? - -=Weil= die Schnellwage (Fig. 22) ein ungleicharmiger Hebel ist, an -dessen längerem Arme das Gewicht verschoben wird, welches daher in -verschiedenen Abständen vom Drehpunkt auch verschiedenen Lasten am -kürzeren Arme das Gleichgewicht halten muß. Ist der längere Arm mit -Theilstrichen versehen, deren Abstände der Länge des kürzeren Armes -gleich sind, so wird das Laufgewicht am 2ten Theilstrich der 2fachen, -am 3ten der 3fachen, am 10ten der 10fachen Last am kurzen Arme das -Gleichgewicht halten. - -[Illustration: Fig. 23.] - -Bequemer und genauer ist die Brückenwage oder Decimalwage (Fig. 23), -welche auf einer Verbindung von zwei einarmigen und einem zweiarmigen -Hebel beruht. Bei dieser wird die Last nicht aufgehängt, sondern auf -eine sogenannte Brücke (~ac~) gelegt, welche an einem Ende mittelst -einer Stange (~ch~) an den Wagebalken gehängt ist, und zwar in einem -Abstand vom Drehpunkte (~o~) desselben, der genau 1/10 von dem Abstande -(~og~) ist, in welchem die Wagschale mit dem zur Wägung dienenden -Gewichte hängt. Das andere Ende der Brücke ruht auf einem einarmigen -Hebel (~de~), welcher mittelst einer Stange (~df~) ebenfalls an den -Wagebalken gehängt ist. Die Aufhängepunkte an dem Wagebalken und die -Stützpunkte der beiden einarmigen Hebel sind so gewählt, daß zwischen -~ho~ und ~fo~ genau dasselbe Verhältniß besteht wie zwischen ~me~ und -~de~. Die Folge davon ist, daß die ganze Wirkung der Last in dem Punkt -~c~ vereinigt ist, gerade als ob die ganze Last an der Zugstange ~ch~ -angehängt wäre. Da sie also hier an einem Hebelarme wirkt, der an Länge -von dem Hebelarme, an welchem das Gewicht hängt, um das Zehnfache -übertroffen wird, so wird ihr auch durch 1/10 ihres Gewichts das -Gleichgewicht gehalten. Ein Gewicht von 1 Pfund wägt an dieser Wage -also eine Last von 10 Pfund. - -[Illustration: Fig. 24.] - -=116. Warum= hebt man eine auf einer Schiebkarre liegende Last leichter -auf, als wenn man sie vom Boden aufheben soll? - -=Weil= auch die Schiebkarre ein Hebel ist und zwar ein sogenannter -einarmiger, dessen Stützpunkt am Ende desselben in der Axe des Rades -liegt, und bei dem die Last dem Stützpunkt möglichst nahe angebracht -ist, während die hebende Kraft am äußersten Ende wirkt. Auch hier -beschreiben Last und Kraft bei der Drehung des Hebels in dem Maße -verschiedene Bogen, als ihre Abstände vom Stützpunkt verschieden sind. -Auch hier hält also die Kraft einer Last das Gleichgewicht, wenn ihr -Verhältniß zu einander das umgekehrte der entsprechenden Hebelarme ist. - -[Illustration: Fig. 25.] - -=117. Warum= darf man eine Last nicht in die Mitte einer Tragstange -hängen, welche zwei Menschen auf ihren Schultern oder in den Händen -zwischen sich tragen, wenn diese Träger nicht gleich an Kraft sind, der -eine etwa ein Knabe, der andere ein Mann ist? - -=Weil= jeder dieser Träger an einem einarmigen Hebel trägt, dessen -Stützpunkt auf der Schulter oder in der Hand des Andern liegt, und weil -also die schwächere Kraft gegen die stärkere im Nachtheil sein würde, -wenn sie nicht in einer größeren Entfernung von der Last als jene -anzugreifen hätte. Wenn der Mann anderthalb mal so stark ist als der -Knabe, so muß an einer 2½ Meter langen Stange die Last 1 Meter von dem -Manne, 1½ Meter von dem Knaben entfernt hängen, wenn die Kraft beider -in gleichem Verhältniß in Anspruch genommen werden soll. - -=118. Warum= sind an Kaffeemühlen, Kaffeetrommeln, Schleifsteinen, -Drehorgeln etc. besondere Handhaben oder Kurbeln zum Drehen angebracht? - -=Weil= diese Kurbeln nichts anderes als Hebel sind, an deren äußerstem -Ende die Kraft der Hand wirkt, während sich die Last am Anfang einer -Welle von kleinem Durchmesser, also sehr nahe am Drehpunkt befindet, -und weil daher zur Bewegung oder Umdrehung dieser Last grade so -viel weniger Kraft erforderlich ist, als die Länge der Kurbel den -Durchmesser der Welle übertrifft. - -[Illustration: Fig. 26.] - -=119. Warum= kann man mit Hülfe der Winde viel leichter einen Eimer -voll Wasser aus einem Schöpfbrunnen ziehen als mit der Hand? - -=Weil= die Winde ebenfalls ein Hebel ist, an dessen längerem Arme, -der Kurbel oder den Speichen eines Rades, die Kraft wirkt, während an -dem kürzeren Arme die heraufziehende Last wirkt. An Arbeit wird dabei -nichts gespart; denn was an Kraft gewonnen wird, geht an Weg und Zeit -verloren. Um so viel die Kraft kleiner ist als die Last, um so viel ist -der Kreis, welchen die Hand an der langen Kurbel beschreibt, größer als -der Umfang der Welle, um welche sich das Seil mit der daran hängenden -Last aufwindet. Die Arbeit ist nur anders eingerichtet und gleichsam -vertheilt, so daß sie mit geringeren Kraftmitteln ausgeführt werden -kann. - -=120. Warum= müssen die Wagen Räder haben, und warum fährt man nicht -auch ohne Schnee mit Schlitten? - -=Weil= das Rad, indem es nur mit wenigen Punkten den Boden berührt, -die der Fortbewegung entgegenwirkende Reibung am Boden bedeutend -vermindert, was bei Schnee nicht nöthig ist, da dieser theils die -Unebenheiten des Weges ausgleicht, theils durch die Glätte, die er -in Folge des Druckes annimmt, nur geringe Reibung verursacht; weil -aber auch zugleich jedes Rad wie ein Hebel wirkt, da die Zugkraft der -Pferde an dem Umfange der Räder wirkt, während die Last an der Axe den -Widerstand leistet. Die Last, welche die Pferde zu überwinden haben, -ist übrigens nicht eigentlich das Gewicht des Wagens und seiner Ladung, -da dieses von dem Boden getragen wird, sondern die Reibung an der Axe, -welche freilich nicht blos durch die Unebenheiten des Bodens, sondern -auch durch das Gewicht des Wagens vermehrt wird. - -=121. Warum= werden Dampfwagenzüge auf Eisenbahnen im Winter oft durch -Glatteis aufgehalten? - -=Weil= bei der Locomotive keineswegs eine ähnliche Zugkraft vorhanden -ist, wie bei dem vom Pferde gezogenen Wagen, die Räder vielmehr nur -eine umdrehende Bewegung erhalten und diese in eine Fortbewegung nur -durch den Reibungswiderstand verwandelt wird, welchen die Räder in -ihrer Umdrehung an den Schienen finden. Ist dieser Reibungswiderstand -daher durch Glatteis vermindert, so fehlt auch jeder Stoß zur -Fortbewegung und die Räder drehen sich nur um sich selbst. - -[Illustration: Fig. 28.] - -=122. Warum= pflegt man zum Emporziehen der Balken auf neu errichtete -Gebäude sich eines Flaschenzuges (Fig. 28) statt eines einfachen Seiles -zu bedienen? - -[Illustration: Fig. 27.] - -=Weil= ein solcher Flaschenzug aus mehreren Paaren fester und -beweglicher Rollen besteht, und jedes solches Rollenpaar wie ein -Hebel wirkt und dadurch die Hebung der Last erleichtert. Sowohl -der oben befestigte Kloben, als der unten mit der Last verbundene -bewegliche enthält nämlich 3 oder mehr Rollen, um welche abwechselnd -das Seil geschlungen ist, an dem die Last gezogen werden soll. Eine -bewegliche Rolle (Fig. 27) aber, wie sie jede der in dem untern Kloben -befindlichen Rollen darstellt, ist gleichsam ein einarmiger Hebel, in -dessen Mitte (~c~) die Last hängt, während die ziehende Kraft an dem -einen Ende (~b~), der Stützpunkt am andern Ende (~a~) sich befindet. -Jede solche Rolle gestattet also die Last mit dem halben Kraftaufwande -zu heben. Sind demnach 3 solcher Rollen vorhanden, so wird nur der 6ste -Theil der Kraft nöthig sein, die Last zu heben. Allerdings entspricht -auch hier der Verminderung der Kraft eine Verlängerung des Weges. Für -jeden Meter, um den die Last gehoben wird, muß jedes der 6 Seile, -welche die Rollen umschlingen, sich um 1 Meter verkürzen, das Seil -also, an welchem das Pferd zieht, sich um 6 Meter verlängern, und das -Pferd die Last 6 Meter weit ziehen. - - - - -Fall, Pendel und Centralbewegung. - - - Die Bewegung eines fallenden Körpers ist eine gleichmäßig - beschleunigte, da die Schwerkraft der Erde in jedem - Augenblicke gleichmäßig auf den bewegten Körper fortwirkt. Die - Geschwindigkeit eines fallenden Körpers nimmt daher in gleichem - Verhältnisse mit der Dauer des Falles zu. Der von dem fallenden - Körper durchlaufene Raum wächst aber in größerem Verhältniß, - da mit der von Moment zu Moment wachsenden Geschwindigkeit - er auch immer größere Räume durchfallen muß. In der ersten - Sekunde fällt ein Körper erfahrungsmäßig durch 4,905 Meter - oder 15-5/8 preußische Fuß. In 2 Sekunden durchfällt er den - 4fachen, in 3 Sekunden den 9fachen Raum etc. Ueberhaupt wächst - der durchfallene Weg wie das Quadrat der Zeit. Die am Ende der - ersten Sekunde erlangte Geschwindigkeit ist so groß, daß damit - das Doppelte des in der ersten Sekunde zurückgelegten Weges - durchlaufen werden würde. Ebenso verhält es sich am Ende jeder - folgenden Sekunde. Die Endgeschwindigkeit beträgt also nach - der ersten Sekunde 2 × 4,905 = 9,81 Meter oder 31¼ preußische - Fuß, nach der zweiten Sekunde 2mal, nach der dritten Sekunde - 3mal 9,81 Meter etc. Diese Gesetze des Falles, die vollkommen - freilich nur für den Fall im luftleeren Raume gelten, sind - zuerst von _Galilei_ im Jahre 1602 aufgefunden und nachgewiesen - worden. - - Ein geworfener Körper folgt gleichfalls den Gesetzen des - Falles. Aber seine Bewegung setzt sich aus der gleichförmigen - Bewegung, welche ihm durch den Stoß ertheilt wird, und der - beschleunigten Bewegung des Falles zusammen. Der Weg des - geworfenen Körpers ist darum immer eine krumme Linie, eine - sogenannte Parabel. - - Auch die Bewegung eines Pendels oder die Schwingung eines - an einem Faden aufgehängten schweren Körpers ist nur eine - Fallbewegung. Die Dauer der Schwingungen eines Pendels ist - daher nicht von der Natur des Stoffes, aus welchem es besteht, - auch nicht von der Weite der Schwingungsbogen, sondern nur - von der Länge des Pendels abhängig. Ein 4mal längeres Pendel - schwingt 2mal, ein 9mal längeres 3mal langsamer. - - Wird ein Körper an einem Faden geschwungen oder durch irgend - eine Kraft beständig nach einem Punkte gezogen und zugleich - durch einen Stoß nach einer andern Richtung fortgetrieben, - so wird der Körper gezwungen, eine krummlinige Bahn zu - durchlaufen, und zwar ist diese Bahn eine kreisförmige, wenn - die anziehende Kraft stets gleichmäßig wirkt, da der Körper - immer in der gleichen Entfernung von dem anziehenden Punkte - gehalten wird. Hört die anziehende Kraft zu wirken auf, oder - wird sie von der forttreibenden Kraft überwunden, läßt man - also den Faden los, oder zerreißt er, so fliegt der Körper - fort und zwar in einer Richtung, welche senkrecht zur Richtung - des Fadens im Augenblicke des Zerreißens ist. Man nennt diese - Bewegung Centralbewegung, die anziehende Kraft Ziehkraft - oder Centripetalkraft, die forttreibende Fliehkraft, auch - Schwungkraft oder Centrifugalkraft. Im Großen zeigen uns diese - Centralbewegung die Erde und die Planeten in ihrer Bewegung um - eine Axe, wie in ihrer Bahnbewegung um die Sonne. - -=123. Warum= kann in tiefen Schächten das Herabfallen eines kleinen -Steines gefährlich werden? - -=Weil= die Geschwindigkeit des fallenden Steines unter dem Einfluß der -beschleunigenden Kraft der Schwere beständig wächst und bei bedeutender -Fallhöhe eine solche Gewalt erlangen kann, daß der Stein trotz seiner -geringen Masse zerschmetternd wirkt. Fällt ein Stein durch einen 300 -Meter tiefen Schacht, so hat er schließlich eine Geschwindigkeit von -ca. 76 Metern in der Sekunde erlangt, die doppelt so groß ist, als die -des heftigsten Orkans. - -=124. Warum= muß man den Lauf einer Büchse nicht auf das Ziel selbst, -sondern auf einen etwas höher gelegenen Punkt richten, wenn man aus -weiter Entfernung schießt und das Ziel treffen will? - -=Weil= die abgeschossene Kugel niemals in grader Linie fortfliegt, -sondern, da beständig die Zugkraft der Schwere auf sie wirkt, -allmählich in einem Bogen sich zur Erde herabsenkt. Eine Büchsenkugel, -die mit etwa 470 Meter Geschwindigkeit den Lauf verläßt, fällt auf eine -Schußweite von 48 Meter, die sie in 1/10 Sekunde durchfliegt, etwa um 4 -Centimeter. Auf einen um ebenso viel über dem Ziel liegenden Punkt muß -daher auch visirt werden. - -=125. Warum= bedient man sich ganz allgemein des Pendels zur Regelung -der Uhren? - -=Weil= wegen der unveränderlichen Größe der Schwere an demselben Orte -der Erde die Schwingungen desselben Pendels in genau gleichen Zeiten -geschehen und diese gleichdauernden Schwingungen auf die Bewegung -des Räderwerks übertragen werden. Diese Uebertragung geschieht durch -einen an der Pendelstange befestigten Doppelhaken, die sogenannte -Hemmung, dessen Spitze abwechselnd in die Zähne eines Rades eingreifen -und dadurch bewirken, daß das Rad erst nach jeder vollendeten -Pendelschwingung um einen Zahn weiterrücken kann. Die Benutzung dieses -Pendels zur Regelung der Uhren rührt von dem holländischen Physiker -_Huyghens_ her, der im Jahre 1658 die erste Pendeluhr herstellte. - -=126. Warum= pflegt eine Pendeluhr im Sommer nachzugehen? - -=Weil= das Pendel in Folge der Ausdehnung durch die Wärme sich etwas -verlängert, das längere Pendel aber langsamer schwingt, und darum auch -der Gang des ganzen Uhrwerks, der durch die Pendelschwingungen regulirt -wird, ein langsamerer werden muß. - -=127. Warum= muß man das Pendel einer Berliner Uhr am Aequator -verkürzen, wenn die Uhr richtig gehen soll? - -=Weil= die Geschwindigkeit der Pendelschwingungen von der Schwerkraft -der Erde abhängt, die Schwerkraft aber wegen der Anschwellung der Erde -am Aequator hier schwächer wirkt als unter höheren Breiten, und die -Schwingungen des Pendels darum auch langsamer sein müssen. Damit sie -wieder schneller und den bei uns stattfindenden gleich werden, muß also -das Pendel etwas gekürzt werden. Ein Secundenpendel, d. h. ein Pendel, -das genau in jeder Sekunde eine Schwingung macht, hat bei uns (unter -52½ Grad Breite) eine Länge von 0,994 Meter, am Aequator aber eine -Länge von 0,991 Meter. - -=128. Warum= wird ein Ball, den man an einen Faden bindet und, -nachdem man ihn schnell im Kreise geschwungen, losläßt, viel weiter -geschleudert, als wenn man ihn mit der Hand wirft? - -=Weil= auf den am Faden geschwungenen Ball die Fliehkraft wirkt, die -bei dem Wurfe mit der Hand nicht thätig ist, und weil diese Fliehkraft -mit der Länge des Fadens und der Geschwindigkeit des Umschwungs wächst. - -=129. Warum= spritzen die Räder eines schnell fahrenden Wagens? - -=Weil= durch den schnellen Umschwung der Räder Fliehkraft erzeugt wird, -welche am stärksten am Umfange der Räder wirkt und hier die Adhäsion -der damit in Berührung kommenden Körper, wie der Wassertheilchen oder -des Straßenkoths, überwindet und diese Körper darum fortschleudert. -Auf derselben Erscheinung beruhen auch die verschiedenen -Centrifugalmaschinen, deren man sich zum Trocknen der Wäsche, zum -Ausschleudern des Honigs aus den Wachsscheiben, oder in Zuckerfabriken -zum Reinigen des Zuckers vom anhängenden Syrup bedient. Es sind im -Wesentlichen siebförmig durchlöcherte Trommeln, durch deren Oeffnungen -in Folge eines heftigen Umschwungs die Flüssigkeiten ausgeschleudert -werden, während die festen Körper -- die Wäsche, das Wachs, die -Zuckerkrystalle -- zurückbleiben. - -=130. Warum= fließt aus einem mit Wasser gefüllten Glase, das man -in einen Reifen stellt, das Wasser nicht aus, wenn man diesen Reifen -schnell im Kreise schwingt, obgleich dabei die Oeffnung des Glases nach -unten gekehrt wird? - -=Weil= die durch den Umschwung erzeugte Fliehkraft, die das Wasser -im Glase nach außen, also gegen den Boden des Glases treibt, der -Schwerkraft entgegenwirkt, und diese bei hinreichender Geschwindigkeit -des Umschwungs völlig überwunden wird. Man hat sogar sogenannte -Centrifugalfahrbahnen eingerichtet, welche einen senkrecht stehenden -Kreis bilden, so daß die darauf fahrenden Personen mit dem Kopf nach -unten zu stehen kommen. Der Wagen mit der darin sitzenden Person geht -zuerst in einer sehr steilen Bahn abwärts, bevor er in die Kreisbahn -kommt, damit er hinreichende Schwungkraft erlange. Denn je größer die -Geschwindigkeit, desto eher überwiegt die Centrifugalkraft das Gewicht -des Wagens und der darin sitzenden Person, und desto sicherer und -gefahrloser ist die Fahrt. - -=131. Warum= muß ein Dampfwagenzug bei starken Krümmungen der Bahn -langsam fahren? - -=Weil= mit der Geschwindigkeit die Schwungkraft wachsen würde, die -ein sich in solcher Krümmung bewegender Zug erlangt, und weil diese -Schwungkraft den Zug aus den Schienen schleudern würde, Um den -Wirkungen der Schwungkraft entgegenzutreten, legt man indeß an solchen -Krümmungen die äußere Schiene etwas höher als die innere und zwar um so -mehr, je stärker die Krümmung ist. - -=132. Warum= flacht sich auf der Töpferscheibe eine weiche Thonkugel zu -einer Scheibe ab? - -=Weil= durch die schnelle Umdrehung der Töpferscheibe alle Theilchen -der Thonkugel das Bestreben erhalten, sich nach außen zu entfernen, -und sie auch, wenn ihre Zusammenhangskraft nicht groß genug wäre, -hinweggeschleudert werden würden. Durch das Zusammenwirken der -Schwungkraft und der Cohäsionskraft werden die Theilchen gezwungen, -eine abgeplattete Kugel zu bilden, die bei großer Schnelligkeit der -Umdrehung fast die Form einer Scheibe annimmt. Auch die abgeplattete -Kugelgestalt unserer Erde wird einem früheren Flüssigkeitszustande -derselben und der Einwirkung der Axendrehung zugeschrieben. - - - - -Gleichgewicht und Bewegung flüssiger Körper. - - - Die flüssigen Körper unterscheiden sich von den festen - durch die größere Verschiebbarkeit ihrer Theile. Sie können - niemals wie diese eine ihnen eigenthümliche Gestalt besitzen, - sondern müssen die Form des Gefäßes annehmen, von welchem sie - eingeschlossen sind. Nur sehr kleine Flüssigkeitsmassen zeigen - das Bestreben, die Kugelform anzunehmen, und bilden Tropfen. - Größere Flüssigkeitsmassen stellen an ihrer Oberfläche eine - wagerechte Ebene dar. - -[Illustration: Fig. 29.] - -=133. Warum= steht Wasser oder irgend eine andere Flüssigkeit in zwei -Gefäßen gleich hoch, wenn diese so mit einander verbunden sind, daß die -Flüssigkeit frei aus dem einen in das andere treten kann? - -=Weil= der Druck des Wassers in dem einen Gefäße genau so groß sein -muß, als der Druck des Wassers in dem andern, und dies nicht anders -der Fall sein kann, als wenn das Wasser in Beiden gleich hoch steht. -Da nämlich das Wasser, wie jeder andere Körper, das Bestreben hat, zu -fallen, bis es am weiteren Fallen gehindert wird, so würde, wenn das -Wasser in dem einen Gefäße höher stünde als in dem andern, Ersteres -auf das in der Verbindungsröhre befindliche Wasser einen größeren -Druck ausüben als das Wasser in dem andern Gefäße, in welchem es -niedriger stünde. Die Folge davon würde sein, daß das Wasser in dem -ersteren Gefäße so lange Wasser aus der Verbindungsröhre in das andere -Gefäß drängen würde, bis der Druck des Wassers in beiden Gefäßen auf -das Wasser in der Verbindungsröhre gleich wäre, d. h. das Wasser in -beiden Gefäßen gleich hoch stünde. So verbundene Gefäße nennt man -communicirende Gefäße (oder Röhren). - -[Illustration: Fig. 30.] - -=134. Warum= springt das Wasser aus der kürzeren von zwei -communicirenden Röhren heraus, wenn der Stand des Wassers in der -längeren höher als die kürzere Röhre ist? - -=Weil= das Gleichgewicht des Wassers nicht hergestellt ist, so lange -das Wasser in der einen Röhre höher steht als in der anderen, und -der Druck des Wassers in der längeren Röhre daher so lange aus der -Verbindungsröhre in die kürzere drängen muß, bis es in beiden gleich -hoch steht. Da nun aber die Höhe der kürzeren Röhre nicht ausreicht, -um das Wasser zu fassen, so muß es nothwendig oben herausspringen -und zwar, wenn die Reibung an den Wänden der Röhre, an den Rändern -der Ausflußöffnung und der Widerstand der Luft nicht hinderlich -wären, genau so hoch, daß die Höhe des Wasserstrahles der Höhe des -Wasserstandes in der längeren Röhre gleichkäme. - -=135. Warum= springt das Wasser aus den sogenannten Springbrunnen so -hoch empor? - -=Weil= auch Springbrunnen nur communicirende Röhren sind, die -das Wasser aus höher gelegenen Behältern der tiefer gelegenen -Springbrunnenöffnung zuführen, und daher der Druck der gesammten -Wassermasse, welche sich über dem Niveau dieser Oeffnung befindet, das -Wasser hinaustreibt. - -=136. Warum= kann man ein mit Wasser angefülltes, gehörig -verschlossenes Faß, in das man eine 6 bis 9 Meter lange Röhre -festkittet, und zwar so, daß sie mit dem Wasser im Fasse in Verbindung -steht, sprengen, sobald man in diese Röhre Wasser hineingießt? - -=Weil= der durch das Wasser in der Röhre auf das im Fasse befindliche -Wasser verursachte Druck sich nicht nur den Wassertheilchen mittheilt, -die unmittelbar unter der Röhre liegen, sondern durch dieselben sich -auch gleichmäßig nach allen Richtungen auf alle darunter und daneben -befindlichen Theilchen fortpflanzt. Da nun das Wasser im Fasse keinen -Raum findet, wohin es, durch den Druck des Wassers der Röhre gedrängt, -ausweichen könnte, so muß es auf die Wände des Fasses drücken und -diese, wenn sie nicht stark genug sind, auseinandertreiben. - -=137. Warum= zerspringen Flaschen, wenn sie mit Wasser oder Wein bis an -den Rand gefüllt sind, und man dann einen Kork auf die Mündung aussetzt -und mit einem leichten Schlage einzutreiben versucht? - -=Weil= auch ein von außen geübter Druck nach allen Richtungen durch -die ganze Flüssigkeitsmasse sich fortpflanzt und daher auch auf die -Wände der Flasche wirkt, die ihrer Zerbrechlichkeit wegen einem solchen -Schlage nicht widerstehen können. Man muß daher beim Füllen von -Weinflaschen die Vorsicht üben, stets eine zollhohe Luftschicht über -dem Weine zu lassen, durch deren leichte Zusammendrückbarkeit jede -Gefahr beseitigt wird. - -[Illustration: Fig. 31.] - -=138. Warum= kann ein mit Wasser gefüllter Cylinder dadurch in drehende -Bewegung versetzt werden, daß man unten in der Nähe des Bodens mehrere -Röhren anbringt, die sämmtlich nach derselben Seite hin umgebogen sind, -und durch welche das Wasser ausfließt? - -=Weil=, wenn das Wasser aus einer solchen umgebogenen Röhre ausfließt, -es nur auf die gegenüberstehende Wand einen Seitendruck ausübt, und -das Gefäß daher, wenn es beweglich ist, nach dieser Richtung hin -ausweichen muß. Da der Druck des ausfließenden Wassers bei allen diesen -Röhren nach derselben Richtung wirkt, so muß eine Drehung des Gefäßes -erfolgen. Darauf beruht das sogen. _Segner_'sche Wasserrad. (Fig. 31.) - -[Illustration: Fig. 32.] - -=139. Warum= ist der Druck des Wassers auf den Boden in zwei Gefäßen, -von denen das eine sich nach oben erweitert, das andere nach oben -verengt, doch völlig gleich, wenn beide eine gleichgroße Bodenfläche -haben und in beiden das Wasser gleich hoch steht? (Fig. 32.) - -[Illustration: Fig. 33.] - -=Weil= bei der Verschiebbarkeit der Flüssigkeitstheilchen jedes -Theilchen nicht blos nach unten, sondern auch nach allen Seiten drückt, -jedes Theilchen an der Bodenfläche daher den gleichen Druck erleiden -muß, und der Gesammtdruck auf die Bodenfläche darum nicht von der -Menge der vorhandenen Flüssigkeit, sondern nur von der Höhe derselben -und von der Größe der Bodenfläche abhängen kann. Der Druck auf den -Boden eines Gefäßes ist also unter allen Umständen dem Gewicht einer -Flüssigkeitssäule gleich, welche den Boden zur Grundfläche und die Höhe -des Flüssigkeitsspiegels zur Höhe hat. Daraus geht hervor, daß man -mit einer kleinen Wassermasse einen bedeutend größeren Druck ausüben -kann, als das Gewicht der Wassermasse beträgt. Man macht davon bei -der _Real_'schen Presse (Fig. 33) zum Auspressen von Pflanzensäften -Gebrauch, indem man in ein oben verschlossenes starkwandiges Gefäß eine -sehr dünne Röhre einkittet, und diese mit Wasser füllt. Der Druck ist -dabei so stark, als ob das Gefäß selbst die ganze Höhe der Röhre hätte -und mit Wasser gefüllt wäre. - -=140. Warum= werden leere Flaschen, die man in bedeutende Meerestiefe -hinabsenkt, zerdrückt oder mit Wasser gefüllt? - -=Weil= nicht blos der Boden und die Seitenwände eines Gefäßes, sondern -auch jede Stelle im Innern der Flüssigkeit einen Druck erleidet -und zwar einen Druck, welcher dem Gewichte der darüber stehenden -Flüssigkeitssäule gleich ist. Jeder Körper, der an Stelle der -Flüssigkeitstheilchen einen Raum im Innern der Flüssigkeit einnimmt, -erleidet also denselben Druck, und dieser wird in einer Meerestiefe -von 400 Metern, wenn man das Gewicht eines Kubikdecimeters Wasser zu -2 Pfund annimmt, auf jeden Quadratmeter Fläche 800000 Pfund betragen. -Natürlich kann eine Flasche einem solchen Drucke nicht widerstehen, -sondern wird entweder zerdrückt, oder es wird der Pfropfen, durch den -sie verschlossen ist, in dieselbe hineingetrieben. Wegen dieses Druckes -können auch Thiere in großen Meerestiefen nicht mehr leben. - -[Illustration: Fig. 34.] - -=141. Warum= kann man vermittelst einer hydraulischen Presse bei -Anwendung einer sehr mäßigen Kraft einen ungeheuren Druck ausüben? - -=Weil= sich der Druck, der hier auf eine Flüssigkeitssäule von geringem -Durchmesser ausgeübt wird, durch eine communicirende Röhre auf eine -Flüssigkeitssäule von sehr bedeutendem Querschnitt fortpflanzt und -die Oberfläche derselben nun einen Druck erleidet, der gerade so groß -ist, als ob jeder Theil derselben dem ursprünglichen Druck ausgesetzt -gewesen wäre. Diese hydraulische Presse (Fig. 34) besteht nämlich aus -zwei Cylindern von sehr verschiedenen Querschnitten, welche durch ein -Rohr mit einander verbunden sind, und in welchen sich Kolben auf und -nieder bewegen lassen. Der kleinere Cylinder hat die Einrichtung einer -Druckpumpe, und durch das Spiel seines Kolbens wird Wasser in den -hohlen Raum des andern Cylinders getrieben, das nun hier den Kolben -desselben in die Höhe schiebt. In demselben Verhältniß, in welchem der -Querschnitt des Druckkolbens von der untern Fläche des Preßkolbens -übertroffen wird, in demselben Verhältniß wird auch die Kraft, mit -welcher man den Druckkolben niederdrückt, von der Kraft übertroffen, -mit welcher der Preßkolben gehoben wird. Beträgt z. B. der Querschnitt -des Druckkolbens 1 □Centimeter, der des Preßkolbens 100 □Centimeter, -und wendet man zum Niederdrücken des Druckkolbens eine Kraft von 50 -Pfund an, so wird zunächst der Druck, den der Druckkolben erfährt, da -er durch Vermittelung eines Hebels ausgeübt wird, beispielsweise um das -6fache vermehrt, und die Fläche des Preßkolbens erleidet also einen -Druck von 100 × 300 Pfund oder 30000 Pfund. Bekanntlich werden solche -Pressen besonders zum Pressen von Tuch und Papier, zum Auspressen -von Oelsamen und zum Heben und Fortschieben großer Lasten angewandt. -(Hydraulische Aufzüge!) - -=142. Warum= sinken manche Körper im Wasser unter, während andere auf -demselben schwimmen und nur mit Gewalt in dasselbe hineingedrückt -werden können? - -=Weil= ein Körper im Wasser nur dann dem Drucke des Wassers das -Gleichgewicht halten kann, wenn sein Gewicht dem einer Wassermenge von -gleichem Rauminhalt oder Volumen gleich ist. Körper, deren Gewicht -größer ist, als das Gewicht des gleichen Volumens Wasser, oder die -specifisch schwerer sind als das Wasser, müssen untersinken, da der -Gegendruck des Wassers ihnen nicht widerstehen kann. Körper aber, deren -Gewicht geringer ist, als das der gleichen Raummenge Wasser, oder die -specifisch leichter sind, schwimmen auf demselben, weil ihr Druck -geringer ist als der Gegendruck des Wassers. - -=143. Warum= tritt das Oel, auf welches man Wasser oder eine andere -Flüssigkeit gießt, auf die Oberfläche des Wassers oder der Flüssigkeit -und schwimmt oben auf? - -=Weil= Oel weniger wiegt als eine gleich große Menge Wasser, oder mit -anderen Worten, weil Oel ein geringeres specifisches Gewicht hat als -Wasser, und daher das auf das Oel gegossene Wasser, weil es von dem -Oele nicht getragen werden kann, auf den Boden des Gefäßes sinken -muß. Es folgt zugleich daraus, daß, wenn mehrere Flüssigkeiten, z. B. -drei, zusammengegossen würden, die specifisch schwerste zu unterst, -die specifisch leichteste oben auf, die Flüssigkeit von mittlerem -specifischen Gewichte aber sich in der Mitte zwischen Beiden lagern -würde. - -=144. Warum= schwimmt eine dünne hohle Metallkugel auf dem Wasser? - -=Weil= ein Volumen Wasser, das dem Inhalte der Kugel gleich kommt, -mehr wiegt als die hohle Metallkugel, und sie daher nur so weit in -das Wasser einsinken kann, bis das Gewicht des dadurch aus der Stelle -getriebenen Wassers dem der Metallkugel gleich ist. Würde dagegen die -Metallkugel zusammengedrückt, so würde sie, da sie nun einen bedeutend -kleinern Raum einnähme, und das Metall selbst specifisch schwerer ist -als das Wasser, sogleich im Wasser untersinken. - -=145. Warum= sinken Glasflaschen, die mit Wasser angefüllt sind, im -Wasser unter? - -=Weil= sie in diesem Falle specifisch schwerer als das Wasser sind, -da zwar das Wasser im Wasser nicht wiegt, das Glas aber, woraus die -Flaschen bestehen, specifisch schwerer als Wasser ist. Leere Flaschen -schwimmen nur deshalb auf dem Wasser, weil sie mit Luft gefüllt -sind, und ein ihrem Umfange gleiches Volumen Wasser schwerer ist -als die Glasmasse der Flaschen und die von ihnen Umschlossene Luft -zusammengenommen. - -=146. Warum= kommen Ertrunkene, die einige Tage unter dem Wasser -gelegen haben, auf die Oberfläche desselben? - -=Weil= während dieser Zeit wegen eintretender Fäulniß ihr Körper -aufschwillt und, da dieses Aufschwellen nur von Luftarten herrührt, -welche sich durch die Verwesung entwickeln, an specifischem Gewichte -abnimmt. Im lebenden Zustande ist aber schon der Körper der meisten -Menschen etwas leichter als das Wasser, und nur beim Ertrinken ist er -in Folge des eingedrungenen Wassers etwas schwerer geworden. Durch die -in seinem Innern entwickelten Luftarten muß er daher wieder leichter -geworden sein als das Wasser und deswegen auf die Oberfläche gehoben -werden. - -=147. Warum= schwimmt das Eis auf dem Wasser? - -=Weil= das Eis specifisch leichter als das Wasser ist und daher in -demselben nicht untersinken kann. Das Wasser hat nämlich die besondere -Eigenthümlichkeit, daß es beim Festwerden oder Erstarren, statt, wie -die meisten anderen Körper, sich zusammenzuziehen und dichter zu -werden, sich ausdehnt. Eine bestimmte Menge Wasser nimmt als Eis einen -um 1/13 größeren Raum ein. Eis ist also specifisch leichter als Wasser. - -=148. Warum= schwimmen Schiffe mit Lasten, die so schwer sind, daß sie, -für sich allein in das Wasser geworfen, sogleich untersinken würden, -auf demselben? - -=Weil= ein Volumen Wasser, das dem Umfange oder Volumen eines Schiffes -gleich kommt, mehr wiegt als das Schiff mit allen darin befindlichen -Lasten, da die große Menge der Luft, welche die Wände des Schiffes -umschließen, wegen der großen specifischen Leichtigkeit derselben das -Gewicht der schwereren Lasten mehr als ausgleicht. Der Druck, den das -Schiff vermöge seiner Schwere auf das Wasser ausübt, vermag daher nicht -den Gegendruck des Wassers völlig aufzuheben; das Schiff sinkt deshalb -nur so weit in das Wasser ein, bis es eine seinem Gewichte gleiche -Menge Wasser aus der Stelle getrieben hat. - -=149. Warum= schwimmen Menschen ohne alle Anstrengung auf dem Wasser, -wenn sie unter den Armen über der Brust große mit Luft gefüllte Blasen -befestigen? - -=Weil= diese mit Luft angefüllten Blasen, welche bei weitem specifisch -leichter als das Wasser sind, bewirken, daß der ganze Umfang des -Menschen und der Blasen zusammengenommen weniger wiegt, als eine -Wassermenge von gleichem Umfange; so daß der Mensch also nicht -untersinken kann, sondern auf der Oberfläche des Wassers bleibt. Gürtel -oder Jacken aus Kork bewirken dasselbe. - -=150. Warum= fällt auf den Boden der Gefäße, worin manche Flüssigkeiten -enthalten sind, ein Satz nieder, wenn man sie einige Zeit ruhig stehen -läßt? - -=Weil= die in der Flüssigkeit enthaltenen kleinen festen Körperchen -ungeachtet ihrer Kleinheit ein größeres specifisches Gewicht haben als -das Wasser, und daher der Schwerkraft folgend zu Boden sinken, wenn -nicht der Druck des Wassers durch einen hinzutretenden anderweitigen -Druck vermehrt wird, der die kleinen Körperchen schwimmend erhält. -Ein solcher anderweitiger Druck wird aber durch Schütteln, Kochen -und überhaupt durch jede innere Bewegung der Wassermasse verursacht, -da die kleinen Körperchen vermöge ihrer Kleinheit von den bewegten -Wassertheilchen mit fortgerissen und so am Untersinken verhindert -werden. - -=151. Warum= tauchen manche Körper, die auf dem Wasser schwimmen, -tiefer ein als andere, Eichenholz z. B. tiefer als Fichtenholz? - -=Weil= die einen ein größeres specifisches Gewicht als die anderen -haben, schwerere Körper aber bei gleichem Raumumfang eine größere -Menge Wasser aus der Stelle treiben müssen, wenn ihrem Drucke das -Gleichgewicht gehalten werden soll. Ein auf dem Wasser schwimmender -Körper taucht nämlich stets so tief ein, daß das Gewicht des durch den -eingetauchten Theil verdrängten Wassers genau dem ganzen Gewichte des -Körpers gleich ist. - -=152. Warum= sinken Schiffe im Flußwasser tiefer ein, als im Meerwasser? - -=Weil= das Meerwasser wegen seines Salzgehaltes specifisch schwerer als -das Flußwasser ist. Da nun feste Körper, die auf dem Wasser schwimmen, -immer so viel Wasser aus der Stelle treiben, als sie selbst wiegen, -so braucht natürlich nur eine geringere Menge von Meerwasser aus der -Stelle verdrängt zu werden als von Flußwasser, um doch das gleiche -Gewicht zu erhalten. Wird aber weniger Wasser aus der Stelle getrieben, -so kann das Schiff auch nicht so tief einsinken, als in dem Falle, wenn -eine größere Menge Wasser aus der Stelle getrieben wird. - -=153. Warum= schwimmt ein Hühnerei in starkem Salzwasser, während es in -süßem Wasser untersinkt? - -=Weil= starkes Salzwasser specifisch schwerer als ein Hühnerei, süßes -Wasser aber specifisch leichter als dasselbe ist, der Druck daher, den -das Hühnerei auf das Salzwasser ausübt, durch den Gegendruck desselben -überwältigt wird, so daß es nicht untersinken kann. Im süßen Wasser -dagegen kann das Ei seiner Schwerkraft ungehindert folgen und sinkt -deswegen zu Boden, indem sein Druck den Gegendruck des süßen Wassers -überwindet. Es ergiebt sich zugleich hieraus, daß Salzwasser specifisch -schwerer als süßes Wasser sein muß. - -=154. Warum= steigt das Wasser in einem Gefäße, wenn ein Pfund -Eisen hineingethan wird, höher, als wenn ein Pfund Blei in dasselbe -hineingelegt wird? - -=Weil= ein Pfund Eisen einen größeren Raumumfang oder ein größeres -Volumen hat als ein Pfund Blei, und es daher auch mehr Wasser aus der -Stelle treiben muß als das Blei, das Wasser also im ersteren Falle im -Gefäße höher steigen muß als im letzteren. - -=155. Warum= ist der Branntwein desto besser, je tiefer die -Branntweinwage in denselben einsinkt, während das Bier desto besser -ist, je weniger tief die Bierwage in dasselbe einsinkt? - -=Weil= der Branntwein desto besser ist, je geringeres specifisches -Gewicht er hat, was dann der Fall ist, wenn er mehr specifisch -leichteren Alkohol und weniger specifisch schwereres Wasser enthält; -weil das Bier aber desto besser ist, je größer sein specifisches -Gewicht ist, was dann stattfindet, wenn dasselbe mit mehr Malz bereitet -wurde, also mehr Gummi und Zucker enthält. Ein fester Körper sinkt -aber um so tiefer in eine Flüssigkeit ein, je geringer das specifische -Gewicht derselben ist. - -=156. Warum= ist das Gewicht der Körper im Wasser leichter als -außerhalb desselben? - -=Weil= alle Körper im Wasser so viel an Gewicht verlieren, als das -Wasser wiegt, welches sie aus der Stelle treiben, oder mit andern -Worten, so viel als das Wasser wiegt, dessen Menge hinreichen würde, -den Raum dieser Körper einzunehmen. Man bezeichnet dieses Gesetz mit -dem Namen des Archimedischen Prinzips, weil es von _Archimedes_ in -Sicilien (220 vor Christo) zuerst angewandt sein soll. - -=157. Warum= vermag ein Hund einen untergesunkenen Menschen wieder auf -die Oberfläche des Wassers zurückzubringen und ihn im Wasser bis an das -Ufer zu schleppen? - -=Weil= der Mensch, wie jeder andere Körper, im Wasser an seinem -Gewichte verliert, und zwar so viel, als ein seinem Körperumfange -gleiches Volumen Wasser wiegt. Da der Mensch aber meist sogar etwas -specifisch leichter, selten wenig specifisch schwerer als das Wasser -ist, so bleibt von seinem Gewichte im Wasser auch im ungünstigsten -Falle nur so wenig übrig, daß ein Hund es leicht tragen und aus der -Tiefe emporziehen kann. - -=158. Warum= kann ein Hund einen schweren Stein wohl vom Grunde des -Wassers heraufholen, muß ihn aber über der Oberfläche fallen lassen? - -=Weil= der Stein im Wasser so viel weniger wiegt, als das Gewicht des -von ihm verdrängten Wassers beträgt, er außerhalb desselben aber wieder -mit seinem ganzen Gewichte drückt. - -=159. Warum= vermag man einen in Wasser getauchten Eimer mit dem -kleinen Finger bis an die Oberfläche des Wassers zu ziehen? - -=Weil= ein mit Wasser angefüllter Eimer im Wasser noch leichter ist, -als ein leerer Eimer außerhalb desselben, da das Gewicht des im Eimer -befindlichen Wassers durch den Gegendruck des umgebenden Wassers -aufgehoben wird, also nur noch das Gewicht des Holzes übrig bleibt, -welches aber bekanntlich geringer ist, als das des Wassers und daher -vom Wasser getragen wird. Der gefüllte Eimer bietet daher im Wasser gar -keine Last dar, und es ist beim Aufziehen desselben nur der Widerstand -der darüber befindlichen Wassertheilchen zu überwinden. - -=160. Warum= erhält sich der Mensch auf der Oberfläche des Wassers, -wenn er mit den Händen oder Füßen gewisse Bewegungen macht, d. h. -schwimmt? - -=Weil= durch die künstlichen Schwimmbewegungen, die in einem Stoß der -Füße und der flachen Hände gegen das Wasser bestehen, ein hinreichender -Gegendruck gegen das Wasser geübt wird, um den schon an sich das Wasser -gar nicht oder wenig an specifischer Schwere übertreffenden Körper -am Tiefersinken zu verhindern. Da die meisten Menschen 1/9 bis 1/10 -leichter als Flußwasser zu sein pflegen, so können sie auch ruhig auf -dem Rücken im Wasser liegend, mit über dem Kopf zusammengeschlagenen -Armen und gespreizten Beinen, ohne die geringste Bewegung sich auf -der Oberfläche des Wassers erhalten. In jeder andern Lage würde -freilich das Gesicht unter das Wasser tauchen und dadurch die Athmung -verhindert werden, wenn nicht durch die Schwimmbewegungen der Kopf -wieder darüber gehoben würde. Beine, Arme und Kopf haben das größte -Gewicht unter allen Körpertheilen, wie überhaupt die Knochenmasse das -Gewicht vermehrt, während die Fettmasse es vermindert; weshalb auch -fette Menschen leichter schwimmen als magere. Das geringste Gewicht -hat die Brust wegen der Höhlung, die sie umschließt. Jedes Ein- und -Ausathmen ist mit einer abwechselnden Erweiterung und Verengung der -Brusthöhle verbunden und bedingt darum auch ein abwechselndes Heben -und Sinken des Körpers im Wasser. Die meisten Menschen würden, wenn -sie in das Wasser fallen, nur bis zur Nase einsinken und darum durch -Zurücklegen des Kopfes leicht im Stande sein, Mund und Nase über dem -Wasser zu erhalten, wenn sie nicht in besinnungsloser Angst gewöhnlich -selbst ihre Rettung dadurch vereitelten, daß sie die Arme über das -Wasser emporstrecken und so den Kopf zwingen, zur Wiederherstellung des -Gleichgewichts unterzutauchen. - -=161. Warum= können die Fische sich nach Belieben im Wasser auf- und -abwärts bewegen? - -=Weil= sie im Innern ihres Leibes eine lufterfüllte Schwimmblase haben, -welche sie durch eine Rippenbewegung willkürlich zusammendrücken oder -erweitern können. Durch Zusammendrücken der Schwimmblase erlangen sie -aber ein größeres specifisches Gewicht und bewegen sich darum abwärts. -Durch Erweiterung der Schwimmblase werden sie specifisch leichter und -bewegen sich deshalb aufwärts. Die Flossen des Fisches unterstützen -diese Bewegung noch, indem sie mit ihren breiten Flächen den Fisch -gleichsam nach oben oder unten oder seitwärts fortschnellen. - - - - -Gleichgewicht und Bewegung luftförmiger Körper. - - - Die Luft hat die allgemeinen Eigenschaften aller Körper. Sie - nimmt für sich einen Raum ein und behauptet denselben, so lange - sie nicht entweichen kann. Sie ist daher ein Körper, obgleich - sie ihrer Durchsichtigkeit wegen von unseren Augen nicht - wahrgenommen wird. Als Körper ist sie auch schwer und übt auf - andere Körper einen Druck aus, der sogar unter Umständen sehr - bedeutend werden kann. - - Von den festen und flüssigen Körpern unterscheidet sich - die Luft wesentlich durch das Bestreben ihrer Theilchen, - sich immer weiter von einander zu entfernen oder einander - abzustoßen. Die Luft kann daher niemals, wie ein flüssiger - Körper, einen abgeschlossenen Raum nur theilweis erfüllen, - sondern dehnt sich aus, wenn der Raum erweitert wird, und - zieht sich zusammen, wenn der Raum verengt wird. Dieselbe - Luftmenge kann daher jeden, den größten wie den kleinsten Raum - ganz erfüllen. Ist sie zusammengedrückt worden, so nimmt sie, - sobald der Druck aufhört, den vorigen Raum wieder ein. Dieses - wichtige Ausdehnungsvermögen der Luft, das man auch Spannkraft - oder Elasticität nennt, bewirkt manche Abweichungen von den - Gesetzen des Gleichgewichts und der Bewegung, welche für feste - und flüssige Körper gelten. Es giebt mehrere Luftarten, die - sich sowohl durch Dichtigkeit, Farbe, Geruch, als durch ihr - Verhalten gegen andere Körper unterscheiden. Die atmosphärische - Luft, welche uns umgiebt, ist im Wesentlichen ein Gemenge - von zwei Luftarten, die man Sauerstoff und Stickstoff nennt; - verhältnißmäßig geringe Mengen von Wasserdampf und Kohlensäure - gehören indeß gleichfalls zu den nothwendigen Bestandtheilen - unserer Atmosphäre. - -=162. Warum= haben wir, wenn wir die flache Hand hin und her bewegen, -das Gefühl eines Windes? - -=Weil= wir durch die Hin- und Herbewegung der Hand einen Körper, -welcher uns allenthalben umgiebt, in Bewegung setzen und aus seinem -Raume verdrängen. Dieser Körper ist die Luft, und das Gefühl des Windes -rührt von der bewegten Luft her; denn Wind ist nichts anderes als -bewegte Luft. - -=163. Warum= wird ein größeres Stück Papier, das wir an dem einen Ende -anfassen, wenn wir es schnell seiner Fläche nach vorwärts bewegen, -zumal im Anfange der Bewegung sich an dem anderen nicht festgehaltenen -Ende zurückschlagen? - -=Weil= die uns umgebende Luft an dem andern nicht festgehaltenen Ende -dem Papier einen Widerstand entgegensetzt, der dasselbe in seiner -Bewegung hindert. Da es aber mit dem vorwärts bewegten festgehaltenen -Ende im Zusammenhange steht, so muß es der Bewegung desselben zwar -folgen, vermag es aber erst etwas später zu thun, nachdem es die -widerstehende Luft aus ihrer Stelle verdrängt hat. - -=164. Warum= füllt sich ein Trinkglas, das wir umgestülpt in's Wasser -eintauchen und darin niederdrücken, nicht mit Wasser? - -=Weil= Luft in dem Glase vorhanden ist, welche das Wasser nicht -eindringen läßt. Wäre in dem Glase durchaus kein Körper enthalten, -so müßte das Wasser in dem Glase so hoch steigen, als es außerhalb -desselben steht. Da dies nicht der Fall ist, so muß ein Körper darin -vorhanden sein, der die allgemeine Eigenschaft aller Körper, die wir -Undurchdringlichkeit nennen, besitzt, und dieser Körper ist die Luft. - -=165. Warum= lassen sich mit Luft gefüllte Blasen, wenn sie gut -zugebunden sind, mit der größten Mühe nur wenig zusammendrücken? - -=Weil= die darin enthaltene Luft dem äußern Druck einen um so -kräftigeren Widerstand entgegensetzt, als sie keinen Raum findet, -wohin sie entweichen kann. Nur wenn der äußere Druck stärker ist, -als der Druck der inneren Luft, wird sie in einen kleineren Raum -zusammengedrängt, nimmt jedoch sofort den vorigen größeren Raum wieder -ein, sobald der Druck nachläßt. Der heftige Widerstand, den wir beim -Drücken auf die zugebundene Blase fühlen, ist ein weiterer Beweis für -die Körperlichkeit der Luft, die wir freilich nicht sehen, wenn wir die -Blase öffnen. - -=166. Warum= fühlen wir, wenn wir ein umgestürztes Glas in das Wasser -tauchen, einen gewissen Widerstand? - -=Weil= die in dem Glase eingesperrte Luft, durch das entgegenstehende -Wasser zusammengedrückt, vermöge ihrer Spannkraft wieder in einen -größeren Raum sich auszubreiten strebt und daher dem auf das Glas mit -der Hand verursachten Drucke einen andern auf die innere Bodenfläche -ausgeübten Druck entgegenstellt, der das Glas nach entgegengesetzter -Richtung treibt. - -=167. Warum= werden Windmühlen durch den Wind in Bewegung gesetzt? - -=Weil= der Wind, welcher nichts anderes als bewegte Luft ist, einen -Stoß auf die Flächen des Flügels ausübt, welcher gerade so wirkt wie -der Stoß des Wassers, wenn es auf die Schaufeln eines Mühlrades fällt. -Bei ganz ruhiger Luft können sich daher die Windmühlen nicht bewegen. - -=168. Warum= drehen bei den Feuerwerken die Feuerräder sich um? - -=Weil= die durch Verbrennung des Pulversatzes sich bildenden erhitzten -und darum stark ausgedehnten Luftarten, indem sie mit Heftigkeit -aus dem vorderen Theile der Hülse, welche das Pulver einschließt, -ausströmen, rückwärts einen heftigen Druck auf diese Hülse ausüben -und sie, da sie an einer drehbaren Scheibe befestigt ist, nach der -entgegengesetzten Richtung sich zu drehen zwingen. Der Stoß der -ausströmenden Luftarten oder Gase auf die vorn in Ruhe befindliche -und dem Beharrungsgesetze unterworfene Luft unterstützt die Bewegung -nach rückwärts. Die Erscheinung ist dieselbe wie die des Segner'schen -Wasserrades (Fr. 138), nur daß dort ausströmendes Wasser, hier -ausströmende Luft den Rückstoß bewirkt. - -=169. Warum= steigen Raketen in die Höhe? - -=Weil= die nach unten ausströmenden erhitzten Luftarten oder Gase -durch ihre Rückwirkung die Rakete aufwärts treiben. Der lange Stab, -welcher an der Rakete befestigt ist, bewirkt durch sein Gewicht, daß -die Mündung der Rakete immer nach unten gerichtet ist, die Ausströmung -der Gase also auch immer nach unten geschieht, der Druck derselben aber -nach oben wirkt. - -=170. Warum= springen Kanonen beim Abfeuern zurück? - -=Weil= die durch Entzündung des Schießpulvers entwickelten Gase wegen -ihrer Elasticität einen Druck nach allen Seiten hin üben, und dieser -Druck, so lange noch die Kugel im Rohre ist, von allen Seiten durch -den entgegengesetzten gleichen Druck aufgehoben wird, sobald die Kugel -aber das Rohr verlassen hat, von der Mündung des Rohres her kein Druck -mehr erfolgen kann, der einseitige Druck auf den hintern Verschluß des -Rohres also als Rückstoß übrig bleibt. Dieser Rückschlag kann sehr -bedeutend sein, trotzdem der Stoß durch die große Masse der Kanone -vertheilt wird. - -=171. Warum= schlägt ein gewöhnliches Steinschloß- oder -Percussionsgewehr, das beim Losdrücken an die Backe gehalten wird, mit -einiger Heftigkeit an die Backe an? - -=Weil= der Druck der sich mit Heftigkeit ausdehnenden, durch -Verbrennung des Pulvers entwickelten Luft von der Seite, wo sich das -Zündloch befindet, keinen Gegendruck mehr erhält, und deshalb als -einseitiger Stoß nach der entgegengesetzten Seite wirksam werden muß. -Bei Hinterladungsgewehren kann daher kein Anschlagen zur Seite, sondern -nur ein Rückstoß stattfinden. - - - - -Druck und Schwere der Luft. - - -[Illustration: Fig. 35.] - - Das Instrument, durch welches der Druck der Luft gemessen - wird, heißt Barometer, wohl auch im gemeinen Leben Wetterglas. - Es besteht in einer gläsernen Röhre, deren oberes Ende - zugeschmolzen ist, während das untere Ende derselben gewöhnlich - umgebogen ist und in ein kugelförmiges oder birnförmiges Gefäß - ausläuft, welches offen ist. Diese Röhre, welche etwas über 28 - Zoll oder 760 Millimeter lang sein muß, wird mit Quecksilber - angefüllt, nachdem jedoch so viel als möglich zuvor die - Luft daraus entfernt worden ist. Ebenso müssen zuvor alle - Lufttheilchen aus dem Quecksilber durch Kochen ausgetrieben - werden. Doch muß man bei diesem Auskochen vorsichtig zu - Werke gehen, daß nicht etwa die Glasröhre zerbricht und das - Quecksilber in das Feuer läuft, da die dann entstehenden - Quecksilberdämpfe giftig und beim Einathmen lebensgefährlich - sind. -- Da der Druck der Luft sehr veränderlich, bald größer, - bald geringer ist, so wird auch die Höhe der Quecksilbersäule - in dem längeren Schenkel der Röhre bald höher, bald niedriger - sein. Man kann daher schließen: je höher die Quecksilbersäule - in dem längeren Schenkel steht, desto größer muß der Druck - der Luft sein; je niedriger dagegen die Quecksilbersäule in - dem längeren Schenkel steht, desto geringer muß der Druck - der Luft sein. Je höher ferner die Quecksilbersäule in dem - längeren Schenkel steht, desto weniger Quecksilber ist in dem - kugelförmigen Gefäße des kleinen Schenkels; dagegen ist desto - mehr Quecksilber darin, je niedriger die Quecksilbersäule in - dem längeren Schenkel steht. Auch muß man bedenken, daß das - Quecksilber in dem unteren Stücke des längeren Schenkels, - welches dem kleineren Schenkel der Röhre gleich ist, durch das - in dem letzteren Schenkel befindliche Quecksilber getragen - wird, und daß daher die Quecksilbersäule, welche durch den - Luftdruck gehalten wird, erst von diesem Theile des längeren - Schenkels anfängt. An dem oberen Ende des längeren Schenkels - ist eine Skala angebracht, an der man beobachten kann, wie weit - das Quecksilber gestiegen oder gefallen ist. Dieses Instrument - heißt darum auch Wetterglas, weil es zugleich bevorstehende - Aenderungen des Wetters andeutet. Der Grund davon liegt darin, - daß die mit Feuchtigkeit erfüllte warme, also leichtere Luft - einen geringeren Druck ausübt, als völlig trockne und kalte, - also schwerere Luft; weswegen im ersteren Falle das Barometer - fällt, während es im letzteren steigt. Dazu kommt, daß der - Wechsel der Luftströmung gewöhnlich in den oberen Regionen - früher als in den unteren eintritt, und indem derselbe den - Luftdruck vermehrt oder vermindert, das Barometer schon steigt - oder fällt, ehe noch die Drehung der Windfahne eine Aenderung - des in den unteren Regionen herrschenden Windes angezeigt hat - und ein Witterungswechsel eingetreten ist. Das Steigen des - Quecksilbers im Barometer zeigt daher in der Regel schönes - Wetter an, während das Fallen desselben Regenwetter ankündigt. - -- Der Druck der Luft wurde zuerst von _Torricelli_, einem - Schüler _Galilei's_, im Jahre 1643 entdeckt und durch einen - Versuch nachgewiesen, aus welchem sich später das Barometer - entwickelte. - -=172. Warum= fällt das Quecksilber in dem Barometer, das wir beim -Ersteigen eines Berges bei uns führen? - -=Weil=, je weiter wir uns von dem Meeresspiegel entfernen, oder je -höher wir steigen, eine desto kürzere und darum leichtere Luftsäule -auf das Quecksilber des Barometers drückt und dieses daher, seiner -Schwerkraft folgend, etwas herabsinken muß. Auf dem Brocken steht die -Quecksilbersäule im Barometer nur 640 Millimeter, auf dem Montblanc -sogar nur 330 Millimeter hoch, während sie am Meeresspiegel 760 -Millimeter hoch steht. Man kann daher auch das Barometer benutzen, um -Bergeshöhen zu messen. Jeder Millimeter, um den das Barometer fällt, -entspricht in den unteren Regionen einer Höhe von 10½ Meter. - -=173. Warum= fällt das Quecksilber im Barometer bei feuchtem Wetter? - -=Weil= die Luft um so stärkeren Druck ausübt und um so elastischer -ist, je vollkommener luftartig die mit ihr gemischten Dünste sind, der -Luftdruck dagegen um so geringer, die Luft um so weniger elastisch -ist, je mehr wässriger Natur ihre Dünste werden, wie es bei feuchtem -Wetter der Fall ist. Der geringere Luftdruck bewirkt daher, daß die -Quecksilbersäule im Barometer bei feuchtem Wetter fällt. - -=174. Warum= steigt das Wasser in Pumpen nicht höher als 32 Fuß oder 10 -Meter empor? - -=Weil= durch den Druck der äußeren Luft, welcher das Wasser in den -luftleeren Raum der Pumpenröhre hineindrängt, nur eine Wassersäule -gehoben werden kann, die dem Drucke der Luft das Gleichgewicht hält. -Das ist aber eine Wassersäule von 32 Fuß oder 10 Meter Höhe. Von dem -14mal schwereren Quecksilber vermag darum nur eine Säule von dem 14ten -Theile dieser Höhe, also von 28 Zoll oder 760 Millimeter Höhe, durch -den Druck der atmosphärischen Luft getragen zu werden. - -=175. Warum= behält eine mit Wasser angefüllte Flasche, die man blos -mit der Mündung in's Wasser taucht, während der übrige Theil derselben -über die Oberfläche desselben hervorragt, ihr ganzes darin befindliches -Wasser? - -=Weil= der Druck der atmosphärischen Luft auf die Oberfläche des -Wassers, in das man die Mündung der Flasche getaucht hat, so groß ist, -daß das in der Flasche befindliche Wasser durch diesen Druck getragen -wird; der Druck der atmosphärischen Luft vermag ja sogar, wie wir -gesehen haben, eine Wassersäule von 32 Fuß oder 10 Meter Höhe zu tragen. - -[Illustration: Fig. 36.] - -=176. Warum= bleibt das Wasser in einem Glase, auf dessen Rand man ein -Stück steifes Papier drückt, wenn man die eine Hand auf das Papier -legt, das Glas mit der andern umdreht, und darauf die auf das Papier -gelegte Hand wegzieht? - -=Weil= der Druck der atmosphärischen Luft das im Glase befindliche -Wasser trägt, dem Drucke der Luft von unten aber kein Luftdruck auf -die Oberfläche des Wassers entgegenwirkt, wodurch der Druck von unten -aufgehoben würde. Das Papierblatt dient nur dazu, zu verhindern, daß -das Wasser und die drückende Luft sich gegenseitig ausweichen, die Luft -in dem Wasser emporsteigen und das Wasser an Stelle der ausweichenden -Luft herabsinken kann. Zieht man daher das Papier unter dem Glase -hinweg, so stürzt das Wasser sogleich wegen des geringen Zusammenhanges -seiner Theilchen heraus. - -=177. Warum= läuft keine Flüssigkeit aus einem Fasse beim Oeffnen des -Hahnes heraus, wenn das Spundloch oben durch den Spund verschlossen ist? - -=Weil= der Druck der Luft auf die Oeffnung des Hahnes das Herausströmen -der Flüssigkeit hindert, so lange der Verschluß des oberen Spundlochs -der Luft nicht gestattet, auf die Oberfläche der Flüssigkeit zu drücken -und dadurch den unteren Luftdruck aufzuheben. Würde dagegen das -Spundloch geöffnet, so würde die Flüssigkeit zum Hahne herausströmen, -da in diesem Falle die Luft von oben eben so stark drückte als von -unten. - -[Illustration: Fig. 37.] - -=178. Warum= strömt Wasser aus einem Brunnen heraus, wenn wir pumpen? - -=Weil= durch das Herausziehen der Pumpenstange ein luftleerer Raum -in dem unteren Theile der Brunnenröhre zwischen dem Kolben an der -Stange und der Wasserfläche entsteht, und daher durch den Druck der -Luft auf die Oberfläche des Wassers Letzteres in die Brunnenröhre -hineingetrieben wird, indem es das unten befindliche Ventil öffnet. -Wird daher die Pumpenstange wieder hinuntergedrückt, so kann, da das -untere Ventil durch den Druck wieder verschlossen wird, das in die -Röhre eingedrungene Wasser nicht wieder auf diesem Wege entweichen; es -ist daher genöthigt, das Ventil des Kolbens zu öffnen und so zu der -Seitenröhre des Brunnens auszuströmen. - -=179. Warum= können wir in beengender Kleidung nicht recht kräftig -Athem holen? - -=Weil= wir beim Athmen nur dadurch Luft in unsere Lungen bringen, daß -wir den Brustkasten mit Hülfe der Brustmuskeln erweitern und dadurch -einen luftverdünnten Raum in den Lungen herstellen, in welchen die -äußere Luft hineinströmt. Beim Ausathmen verengen wir den Brustkasten -und drücken die Lungen zusammen, so daß die verdichtete Luft durch -die Luftröhre nach außen tritt. Bei enger Kleidung sind aber unsere -Brustmuskeln verhindert, den Brustkasten gehörig zu erweitern. Da -nun von der Athmung die Versorgung unseres Körpers mit ernährendem -Blute abhängt, so begreift man wohl, wie schädlich beengende Kleider, -namentlich Schnürleiber für die Gesundheit sein müssen. - -=180. Warum= fließt beim Trinken die Flüssigkeit in unsern Mund hinein? - -=Weil= die Luft auf die Oberfläche des Getränkes drückt, während durch -Erweiterung des Brustkastens und der Lungen in diesen und in unserer -Mundhöhle ein luftverdünnter Raum gebildet wird. Es wirkt daher dem -äußern auf die Oberfläche des Getränkes wirkenden Luftdrucke kein -jenem das Gleichgewicht haltender Druck der inneren verdünnten Luft -entgegen, so daß durch den äußeren Luftdruck das Getränk in unsern -Mund hineingetrieben wird. - -[Illustration: Fig. 38.] - -=181. Warum= kann man mit einem Stechheber Wein aus einem Fasse heben? - -=Weil= der Stechheber, wenn er in das Faß getaucht wird, sich zwar mit -Wein füllt, so lange die obere Oeffnung frei ist, der Luftdruck also -oben und unten gleichmäßig wirkt, der Wein dagegen nicht ausfließen -kann, wenn man den Stechheber herausnimmt, nachdem man die obere -Oeffnung desselben mit dem Finger verschlossen hat. In dem letzteren -Falle ist nämlich der Luftdruck von oben her nicht vorhanden, und die -Luft trägt daher die Flüssigkeitssäule in dem Stechheber, auf die sie -nur von unten drückt. - -[Illustration: Fig. 39.] - -=182. Warum= kann man vermittelst eines Hebers Flüssigkeiten aus einem -Gefäß in ein anderes überfüllen? - -=Weil=, während der kürzere Schenkel des Hebers sich in der Flüssigkeit -befindet und aus dem längeren mit dem Munde die Luft zum Theil -herausgezogen wird, ein luftverdünnter Raum im Heber entsteht, in -welchen der Druck der Luft auf die Oberfläche der Flüssigkeit Letztere -hineintreibt, worauf dann die Flüssigkeit in dem längeren Schenkel -herabfällt und nach Belieben in ein Gefäß hineingelassen werden kann. -Jedoch darf der kürzere Schenkel des Hebers nicht über 32 Fuß oder -10 Meter lang sein, da der Druck der atmosphärischen Luft nur eine -Wassersäule von dieser Höhe trägt. Auch muß der kürzere Schenkel des -Hebers sich in der Flüssigkeit selbst, nicht blos im Gefäße befinden. - -=183. Warum= fühlt der Mensch den Druck nicht, welchen die umgebende -Luft auf ihn äußert? - -=Weil= dieser Druck von allen Seiten gleichförmig ist und ihm -das Gleichgewicht durch die in den Höhlen unseres Körpers -befindliche Luft gehalten wird, die sich vermöge ihrer Elasticität -mit ebenso großer Kraft auszudehnen strebt, als sie durch die -äußere Luft zusammengedrückt wird. Der Druck der Luft beträgt auf -jeden Quadratcentimeter ungefähr 2-1/15 Pfund, da so viel eine -Quecksilbersäule von 760 Millimeter Höhe und 1 Quadratcentimeter -Grundfläche, die einer Luftsäule von derselben Grundfläche das -Gleichgewicht hält, wiegt. Der ganze Luftdruck beträgt daher bei -einem erwachsenen Menschen, welcher eine Oberfläche von ungefähr 1½ -Quadratmeter dem Drucke der Luft darbietet, über 30000 Pfund. Drückte -die Luft auf den Menschen nur von _einer_ Seite, so würde es für ihn -unmöglich sein, sich nach dieser Seite hin zu bewegen. - -=184. Warum= spritzt oft aus den Poren unserer Haut, besonders aus -Lippen und Nasenöffnungen, Blut heraus, wenn wir sehr hohe Berge -erstiegen haben? - -=Weil= die Luftsäule, welche auf unsern Körper drückt, auf den Bergen -nicht so hoch ist, wie in der Ebene, und daher einen geringeren Druck -auf denselben ausübt, wodurch aber auch der Gegendruck vermindert -wird, welcher bisher der dichten Luft im Innern unseres Körpers das -Gleichgewicht hielt. Diese innere Luft dehnt sich daher gewaltsam -aus und sprengt die kleinen Blutgefäße, aus denen nun das Blut -hervorspritzt. - -=185. Warum= ermüden Reisende auf hohen Bergen und selbst bei -Wanderungen über sehr hochgelegene Ebenen leichter als in der Tiefebene? - -=Weil= wir beim Gehen nicht das ganze Gewicht unserer Arme und Beine -zu heben haben, sondern die atmosphärische Luft sie uns tragen -hilft, diese aber auf hohen Bergen viel weniger dicht ist und darum -auch viel weniger zu tragen vermag als unten in der Ebene. Die Arm- -und Beinknochen befinden sich nämlich mit ihren halbkugelförmig -abgerundeten Enden (Köpfen) in ebenso ausgetieften Höhlungen -(Pfannen) anderer Knochen; der Zwischenraum zwischen ihnen ist -aber äußerlich durch mehrere luftdicht anschließende Häute von der -atmosphärischen Luft abgesperrt, so daß diese die Gliedmaßen an den -Körper andrückt. Wenn man daher an einem menschlichen Leichnam alle -Muskeln durchschneidet, welche das Gelenk am Becken umgeben, so fällt -das herabhängende Bein doch nicht ab. Sobald man aber die Pfanne des -Beckenknochens durchbohrt, so daß die äußere Luft in den inneren -Zwischenraum dringen kann, fällt das Bein sofort ab. - -=186. Warum= fühlen wir oft bei übermäßiger Hitze, oder kurz vor -heftigen Stürmen, solche Schwere, Müdigkeit und Unbehaglichkeit in den -Gliedern? - -=Weil= die durch Wärme oder andere Ursachen stark verdünnte und darum -leichtere Luft, zumal wenn sie mit Feuchtigkeit erfüllt ist, nicht in -der gewöhnlichen Stärke auf uns drückt und darum die in unserm Körper -befindliche Luft nicht im Gleichgewicht erhält, letztere daher, indem -sie bei ihrem Bestreben, sich auszudehnen, einen Druck auf Gefäße und -Nerven ausübt, unserer Empfindung Unannehmlichkeiten verursacht. - -=187. Warum= strömt aus einer gut zugestöpselten, mit Luft in der Ebene -angefüllten Flasche die Luft mit einiger Heftigkeit aus, wenn wir sie -auf einem sehr hohen Berge öffnen? - -=Weil= die untere Luft, welche die ganze darüber stehende Luftsäule zu -tragen hat, eine größere Dichtigkeit besitzt, als die obere, und darum -auch einen größeren Druck als diese ausübt. Daher strömt die erstere so -lange aus, bis das Gleichgewicht mit der letzteren hergestellt ist. - -=188. Warum= zerbrechen zuweilen flache mit Flechtwerk bedeckte -Glasflaschen, deren sich Reisende zu bedienen pflegen, während aus -denselben getrunken wird? - -=Weil= die mit Flüssigkeit zuvor angefüllte Flasche, sobald ein Theil -ihres Inhalts durch das Trinken daraus entfernt wird, am untern Theile -einen luftleeren Raum darbietet, und daher dem Drucke der äußern Luft -auf die flachen Seiten des Glases kein Druck von innen das Gegengewicht -hält, so daß das schwache Glas dem äußeren Drucke nachgiebt und -zerbricht. - -[Illustration: Fig. 40.] - -=189. Warum= werden zwei hohle Halbkugeln, die an einander passen und -luftdicht oder hermetisch verschlossen sind, wenn vermittelst einer -Luftpumpe die Luft aus dem hohlen Raume derselben entfernt wird, so -fest an einander gedrückt, daß kein Mensch im Stande ist, sie zu -trennen? - -=Weil= die äußere Luft mit ihrem ganzen Gewichte auf die Halbkugeln -drückt, während keine innere Luft diesem Drucke das Gegengewicht hält. -Da der Druck der äußeren Luft auf jeden Quadratcentimeter 2-1/15 Pfund -beträgt, so muß der auf die ganze Oberfläche der Kugel ausgeübte -Druck, selbst bei einem nicht bedeutenden Umfange derselben, bis auf -mehrere Centner steigen. Läßt man durch eine kleine Oeffnung Luft -hineindringen, so wird der Gegendruck von innen wieder hergestellt, -und die Halbkugeln lassen sich mit Leichtigkeit von einander trennen. -Diese Halbkugeln werden auch die Magdeburger Halbkugeln genannt, weil -_Otto von Guericke_, Bürgermeister von Magdeburg, sie im Jahre 1654 -zuerst anwandte, um auf dem Reichstage zu Regensburg vor dem Kaiser und -den Reichsfürsten die Wirkungen der von ihm im Jahre 1650 erfundenen -Luftpumpe zu zeigen; 16 Pferde waren erst im Stande, die Halbkugeln -auseinander zu reißen, die nur eine Magdeburger Elle im Durchmesser -hatten. Der Druck der Luft, welcher sie zusammenpreßte, kam etwa dem -Gewichte von 6800 Pfund gleich. - -=190. Warum= schwillt eine Blase, in der eine kleine Menge Luft -enthalten ist, in einem dicht verschlossenen, durch die Luftpumpe -luftleer gemachten Raume an? - -=Weil= zugleich mit der Dichtigkeit der die Blase umgebenden Luft beim -Auspumpen sich auch der Druck auf die Blase von Außen vermindert, und -daher die innere Luft, durch keinen Gegendruck mehr gehindert, die -Blase auftreibt, indem sich diese innere Luft in einen größeren Raum -auszudehnen strebt. - -=191. Warum= zerbricht eine zugestöpselte, mit Luft angefüllte Flasche -von dünnem Glase in einem luftleeren Raume? - -=Weil= durch das Auspumpen der Luft der Gegendruck aufgehoben ist, -den die äußere Luft dem Drucke der in der Flasche enthaltenen Luft -entgegensetzt, und letztere daher, indem sie sich weiter auszudehnen -strebt, das Glas auseinander treibt. - -=192. Warum= entledigt sich ein Ei, in das man an seinem spitzen Ende -ein kleines Loch macht, seines Inhalts, wenn es mit dem spitzen Ende -nach unten in einen luftverdünnten Raum gebracht wird? - -=Weil= das Ei an seinem oberen runden Ende zwischen der Schaale und -der lederartigen Haut etwas Luft enthält, bei Verdünnung der äußeren -Luft daher die sich ausdehnende innere Luft den Inhalt des Eies durch -die Oeffnung hinaustreibt. Bringt man das Ei wieder in die gewöhnliche -atmosphärische Luft, so treibt der Druck derselben den Inhalt wieder -zurück. - -=193. Warum= erhält ein eingeschrumpfter Apfel im luftleeren Raume -wieder die Rundung und Glätte des frischen? - -=Weil=, bei aufgehobenem Gegendruck der äußeren Luft, die innere, unter -der Schale des Apfels befindliche Luft sich ausdehnt und daher die -Schale auftreibt, so daß die eingeschrumpfte Gestalt des Apfels sich -wieder in eine volle verwandelt. - -=194. Warum= schwillt ein Frosch an, wenn er sich unter einer gläsernen -Glocke befindet, aus der man die Luft zum Theil ausgepumpt hat? - -=Weil= beim Mangel an äußerer Luft, die auf die Oberfläche des Frosches -drückt, die zwischen den Häuten des Frosches befindliche Luft sich -ausdehnt und die Häute auseinander treibt, indem der äußere Gegendruck, -welcher dem inneren Drucke das Gegengewicht hielt, bei der Entfernung -der äußeren Luft aufgehört hat. Der Frosch kehrt erst wieder nach -Zulassung der Luft in seine vorige Gestalt zurück. - -[Illustration: Fig. 41.] - -=195. Warum= wird eine gläserne Glocke, die man auf den Teller einer -Luftpumpe setzt, wenn man nur ein wenig von der darin enthaltenen Luft -auspumpt, so fest an den Teller angedrückt, daß man durchaus nicht im -Stande ist, sie wegzunehmen? - -=Weil= die äußere Luft auf den oberen Theil der Glocke drückt und zwar -mit der Kraft einer Quecksilbersäule von 760 Millimeter Höhe, deren -Grundfläche dem Umfang der Glocke gleich ist, oder was einerlei ist, -mit der Kraft einer Wassersäule von 10 Meter Höhe und der gleichen -Grundfläche, während keine oder doch nur eine sehr verdünnte Luft von -innen dem äußeren Drucke das Gleichgewicht halten kann. Die Folge wird -also sein, daß die Glocke mit einer dem Gewichte der Quecksilbersäule -gleichen Kraft auf den Teller der Luftpumpe aufgedrückt wird, so -daß man sie nicht davon wegnehmen kann. Bei einer Glocke von nur 15 -Centimeter Durchmesser würde der Druck der Luft 365 Pfund betragen. - -=196. Warum= wird, wenn man einen oben und unten offenen Cylinder oben -mit einer genau anschließenden Blase bedeckt, die man an den Cylinder -fest bindet, und ihn mit dem unteren Ende auf den Teller der Luftpumpe -stellt, sobald man nur ein wenig Luft aus dem Cylinder ausgepumpt hat, -sogleich die darüber gedeckte Blase zersprengt? - -=Weil=, wie im vorigen Falle, nach Entfernung der Luft aus dem Cylinder -die äußere Luft mit der eben angegebenen Kraft auf die Blase drückt, -welche den Cylinder oben verschließt, die Blase aber diesem Drucke -nicht widerstehen kann (da von innen kein Luftdruck dem äußeren -entgegenwirkt und ihn aufhebt) und daher zerspringt. Daß eine gläserne -Glocke den Druck aushalten kann, hat seinen Grund in dem gewölbten -Baue des oberen Theiles derselben, der ein Zersprengen derselben -unmöglich macht. Gebrauchte man dagegen ein Glas mit flachem Boden, so -würde dieser, wenn er nicht sehr stark wäre, auch durch den Luftdruck -zersprengt werden. - -=197. Warum= kann der Heber im luftleeren Raume nicht fließen? - -=Weil= in einem Raume, in welchem keine Luft sich befindet, auch kein -Druck auf die Oberfläche der Flüssigkeit stattfinden kann, durch den -dieselbe in den Heber hineingetrieben würde. In der gewöhnlichen uns -umgebenden Luft ist dieser Druck, wie wir gesehen haben, gleich dem -Gewicht einer Wassersäule von 10 Meter Höhe und einer der Oberfläche, -auf welche die Luft drückt, gleichen Grundfläche. Auch in einem -luftverdünnten Raume kann daher dieser Druck schon so gering sein, daß -er das Wasser nicht in den Heber treibt, dieser also nicht fließt. - -=198. Warum= verlieren Selterswasser, Bier und Champagner ihren -angenehmen Geschmack, wenn sie unter die Glocke der Luftpumpe gebracht -werden, und dann die Luft aus der Glocke ausgepumpt wird? - -=Weil= das, was diesen Getränken den angenehmen Geschmack ertheilt, -die Kohlensäure oder das kohlensaure Gas, in dem luftverdünnten Raume -der Glocke aus ihnen entweicht und aufsteigt, da kein Druck der -atmosphärischen Luft dem Drucke dieser Gasart mehr das Gleichgewicht -hält. Diese Getränke müssen daher durch den Verlust dieses Gases -den angenehmen Geschmack verlieren. In dem Champagner und Bier wird -dieses Gas durch Gährung erzeugt, dem Selterswasser aber wird es durch -den gewaltigen Druck einverleibt, den die Gesteinschichten ausüben, -welche das Wasser unter der Erde durchdringen muß, um als Quelle an -die Oberfläche zu treten. Bei künstlichen Selters- und Sodawassern -wird das kohlensaure Gas durch künstlichen Druck entweder vermittelst -einer Druckpumpe oder durch den eigenen Druck des Gases in einem -abgeschlossenen Raume mit dem Wasser vermischt. - -=199. Warum= fallen in einem gläsernen, hohen Cylinder, aus welchem die -Luft ausgepumpt wurde, ein Geldstück und eine Flaumfeder mit gleicher -Geschwindigkeit herab? - -=Weil= bei allen Körpern, sie mögen von einer Art sein, von welcher -sie wollen, die Schwerkraft, welche sie nach dem Mittelpunkte der -Erde zieht, völlig gleich ist, folglich auch die Geschwindigkeit -der Bewegung, in welche sie durch diese Kraft versetzt werden, -völlig die gleiche sein muß. Wenn nun aber der Erfahrung zufolge -unter gewöhnlichen Verhältnissen ein Geldstück und eine Flaumfeder -mit ungleicher Geschwindigkeit, und zwar das erstere geschwinder, -die letztere langsamer, zur Erde fallen, so liegt der Grund in der -umgebenden Luft, welche durch ihren Widerstand die Flaumfeder nur -langsam auf die Erde fallen läßt. Da nun unter einer ausgepumpten -Glocke keine Luft vorhanden ist, so kann sie die Flaumfeder nicht -hindern, mit gleicher Geschwindigkeit wie das Geldstück herabzufallen. - -=200. Warum= haben die Körper im luftleeren Raume ein (freilich nur -sehr wenig) größeres Gewicht als im lufterfüllten? - -=Weil= die Körper im lufterfüllten Raume so viel an Gewicht verlieren, -als die Luft wiegt, welche den Raum, den die Körper einnehmen, erfüllen -würde, da ebensoviel von dem Gewichte des Körpers, als die von ihm aus -der Stelle getriebene Luft wiegt, von der umgebenden Luft getragen -wird. Haben daher die Körper eine sehr geringe Dichtigkeit, so ist -dieser Gewichtsverlust sehr bemerkbar, während derselbe bei Körpern -von größerer Dichtigkeit im Verhältniß zur Schwere derselben nur sehr -gering sein kann. Daher muß ein Pfund Wolle im lufterfüllten Raume -merklich mehr an Gewicht verlieren, als ein Pfund Eisen, da Ersteres -einen viel größeren Raum einnimmt als Letzteres. - -=201. Warum= spritzt, wenn Wein durch einen Trichter in eine Flasche -gegossen wird, derselbe zuweilen heraus, ohne die Flasche anzufüllen? - -=Weil= die in der Flasche enthaltene Luft, wenn der Trichter genau -in den Hals der Flasche paßt und daher keinen Ausweg läßt, durch den -diese Luft entweichen kann, durch den bereits hineingegossenen Wein in -einen kleineren Raum zusammengedrängt wird, daher vermöge der durch -ihre größere Dichtigkeit vermehrten Spannkraft sich durch die Mündung -des Trichters drängt und auf diese Weise die in demselben enthaltene -Flüssigkeit heraustreibt. - -=202. Warum= berstet oft die Eisdecke eines Gewässers in kalten Wintern -mit einem sehr starken Knalle? - -=Weil= die zwischen dem Eise und dem Wasser enthaltene atmosphärische -Luft, durch die zunehmende Dicke des Eises zusammengedrückt, zuletzt -eine solche Dichtigkeit erhält und vermöge derselben einen solchen -Druck auf das darüber befindliche Eis ausübt, daß Letzteres endlich -der Gewalt weichen muß und berstet. Da dies nicht ohne heftige -Erschütterung der das Eis umgebenden äußeren Luft geschehen kann, so -erfolgt ein Knall, wie dies auch beim Losschießen eines Gewehres oder -einer Kanone der Fall ist. - -=203. Warum= bläst oft der Wind mit solcher Heftigkeit, daß er Bäume -ausreißt und Häuser abdeckt? - -=Weil= die Luft, namentlich in Folge verschiedener Erwärmung, oft an -einem Theile der Erdoberfläche von anderer Dichtigkeit ist als an dem -anderen, die dichtere Luft daher vermöge ihrer größeren Spannkraft in -die minder dichte Luft hineinströmt und zwar bisweilen mit solcher -Heftigkeit, daß sie ihren Weg durch große Verwüstungen bezeichnet. Der -Wind ist also nur eine Bewegung der Luft in Folge eines verschiedenen -Druckes der Luft in verschiedenen Gegenden, und der größere Druck ist -es, welcher einen Stoß auf die der Bewegung Widerstand leistenden -Gegenstände ausübt und sie zu Boden wirft oder mit fortreißt. - -[Illustration: Fig. 42.] - -=204. Warum= springt aus einer sogenannten Knallbüchse, einem -gewöhnlichen Spielzeuge für Kinder, ein an dem einen Ende in derselben -befindlicher Pfropfen mit einem heftigen Knalle heraus, sobald man an -dem anderen Ende den genau anschließenden Stempel der Knallbüchse, oder -durch denselben einen zweiten dicht anschließenden Pfropfen in dieselbe -hineintreibt? - -=Weil= die Luft zwischen dem luftdicht schließenden Stempel und dem -ebenso luftdicht schließenden Pfropfen durch den hineingetriebenen -Stempel so sehr verdichtet wird, daß sie sich wieder mit der äußeren -Luft in Gleichgewicht zu setzen sucht, und daher in ihrem Bestreben, -sich in einen größeren Raum auszudehnen, den Pfropfen mit Gewalt und -unter heftigem Knalle heraustreibt. - -=205. Warum= wird eine Kugel aus einer sogenannten Windbüchse mit -solcher Gewalt fortgetrieben, daß selbst Menschen dadurch getödtet -werden können? - -=Weil= in dem hinteren metallenen Behälter der Windbüchse, der die Form -eines Flintenkolbens besitzt, zuvor mit Hülfe einer Druckpumpe die Luft -sehr stark zusammengepreßt ist und daher sich mit einer sehr großen -Spannkraft auszudehnen strebt. Wenn nun ein Ventil, vor dem die Kugel -unmittelbar liegt, geöffnet wird, so stürzt die Luft, ihrer großen -Spannkraft wegen, heraus und schleudert die Kugel mit großer Heftigkeit -fort. Ein bedeutender Knall kann dabei nicht erfolgen, weil bei der -Windbüchse vor und hinter der Kugel während des Abschießens verdichtete -Luft vorhanden ist, während beim Feuergewehr durch die Abkühlung der -Pulvergase sich ein sehr stark luftverdünnter Raum bildet, in welchen -die umgebende atmosphärische Luft mit großer Heftigkeit stürzt, wodurch -eben der Knall entsteht. - -[Illustration: Fig. 43.] - -=206. Warum= springt aus dem sogenannten _Heronsballe_ Wasser heraus, -wenn man zuvor Luft hineingeblasen hat? - -=Weil=, wenn der Glaskolben oder die Glaskugel, woraus der Heronsball -besteht, soweit mit Wasser angefüllt ist, daß die luftdicht in den -oberen Theil derselben eingekittete gläserne Röhre mit ihrem unteren -Ende unter Wasser steht, die hineingeblasene Luft durch das Wasser in -dem Gefäße empor steigt, sich in den über dem Wasser befindlichen, -mit Luft erfüllten Raum begiebt und dadurch diese Luft verdichtet, so -daß diese innere Luft nunmehr eine größere Dichtigkeit und Spannkraft -besitzt als die äußere, und mit so großer Heftigkeit auf die Oberfläche -des Wassers drückt, daß dasselbe durch die Röhre in einem Strahl -herausgetrieben wird. Dies wird so lange geschehen, bis die innere Luft -sich in einen größeren Raum wieder ausgedehnt hat, und dadurch das -Gleichgewicht zwischen der äußeren und inneren Luft wieder hergestellt -worden ist. -- Der Heronsball hat seinen Namen von dem griechischen -Gelehrten _Heron_, der um das Jahr 250 v. Chr. zu Alexandrien lebte und -bereits die Erscheinungen des Hebers kannte und den Windkessel erfand. - -[Illustration: Fig. 44.] - -=207. Warum= spritzt das Wasser bei einer Feuerspritze in einem -ununterbrochenen Strahle haushoch empor? - -=Weil= die Luft in dem sogenannten Windkessel, durch den Druck des -Wassers, welches mit Hülfe zweier Druckpumpen in den Windkessel -getrieben wird, gewaltsam zusammengepreßt, das Wasser in das nahe am -Boden mündende Steigrohr hineintreibt. Da aber dieses Steigrohr anfangs -gleichfalls durch einen Hahn verschlossen ist, das Wasser also durch -dieses auch nicht entweichen kann, so wird die Luft in dem oberen -Theile des Windkessels durch das neu eintretende Wasser mehr und mehr -zusammengedrückt und erreicht endlich eine solche Spannkraft, daß, wenn -der Hahn geöffnet wird, sie das Wasser in einem hohen Strahle durch -das Steigrohr und den Spritzenschlauch hinaustreibt. Die Feuerspritze -besteht also eigentlich aus einem großen Heronsball, in welchen zwei -Druckpumpen abwechselnd das Wasser hineintreiben. - -=208. Warum= steigen kleine, aus Goldschlägerhaut oder aus Collodium -verfertigte Ballons in die Höhe, wenn sie mit Leuchtgas oder mit -Wasserstoffgas gefüllt sind? - -=Weil= jeder in der Luft befindliche Körper so viel an Gewicht -verliert, als die durch ihn verdrängte Luftmasse wiegt, ein Körper -also, der, wie das Wasserstoffgas, viel weniger wiegt, als die gleiche -Raummenge Luft, die durch ihn verdrängt wird, ebenso in der Luft -schwimmen muß, wie ein Stück Holz oder eine lufterfüllte Blase im -Wasser schwimmt. Wasserstoff ist 14½mal leichter als atmosphärische -Luft, Leuchtgas 2½mal so leicht. Ein mit solchem Gase gefüllter -Ballon muß so hoch steigen, bis die Luft, in welche er gelangt, -ebenfalls nicht dichter ist als das Gas, welches ihn erfüllt. Ein -mit Wasserstoffgas gefüllter Ballon steigt darum höher als ein mit -Leuchtgas gefüllter. - -=209. Warum= steigt ein Luftballon, unter dessen unterer Oeffnung man -ein Stroh- oder Spiritusfeuer angezündet hat? - -=Weil= die Luft im Innern des Ballons durch das Feuer erwärmt und -ausgedehnt wird, diese ausgedehnte und verdünnte Luft aber leichter -ist, als die den Ballon umgebende atmosphärische Luft, so daß die den -Ballon erfüllende Luft sammt der taffetnen Hülle und selbst sammt der -darangehängten Gondel und den etwa darin befindlichen Personen weniger -wiegt als die Luftmenge, welche er aus der Stelle drängt. Den ersten -solcher mit erwärmter Luft gefüllten Luftballons ließen die Gebrüder -_Montgolfier_ am 5. Juni 1783 zu Annonai in Frankreich steigen. Den -ersten mit Wasserstoffgas gefüllten Luftballon ließ _Charles_ am -27. August 1783 zu Paris aufsteigen. Man nennt deshalb auch die mit -erwärmter Luft gefüllten Ballons Montgolfieren, die mit Wasserstoff -gefüllten Charlieren. Der Erste, der es wagte, mit einem Luftballon -aufzusteigen, war _Pilâtre de Rozier_, der schon am 15. October 1783 -mit Hülfe einer Montgolfiere sich bis zu 26 Meter Höhe erhob. Die -größte Höhe wurde wohl von dem berühmten Physiker _Gay-Lussac_, der -sich im Jahre 1804 bis zu 6550 Meter, und von dem neueren Luftschiffer -_Green_, der sich bis zu 8460 Meter erhob, erreicht. Neuerdings sollen -sogar Höhen von 10--11000 Metern erreicht worden sein (Glaisher und -Coxwell am 17. Juli 1862). - - - - -Chemische und physiologische Wirkungen der Luft. - - - Die atmosphärische Luft, welche uns umgiebt, ist im - Wesentlichen ein Gemenge von zwei verschiedenen Luftarten, die - man Sauerstoff und Stickstoff nennt, und zwar besteht sie zu - 4/5 aus Stickstoff und zu 1/5 aus Sauerstoff. Genauer sind in - je 100 Litern Luft 79 Liter Stickstoff und 21 Liter Sauerstoff - enthalten. Außerdem befinden sich aber auch in der Atmosphäre - stets eine gewisse Menge Wasserdampf und eine geringe Menge - Kohlensäure, die sich durch die Verbrennung aus Kohle und - Sauerstoff, durch Athmung und den Verwesungsprozeß bildet. - Alle Verbrennung besteht nämlich in der Verbindung brennbarer - Körper mit Sauerstoff. Zum Zustandekommen einer Verbrennung ist - gewöhnlich eine gewisse Wärme nöthig. Jede lebhafte Verbrennung - ist mit Wärme- und Lichtentwicklung verbunden. Der Sauerstoff - ist aber nicht blos nothwendig zur Erhaltung der Verbrennung, - sondern auch zur Unterhaltung der Athmung. Das athmende Thier - und der athmende Mensch nehmen Sauerstoff in ihre Lungen auf. - Dieser Sauerstoff kommt hier mit dem Blute in Berührung und - verbindet sich zum Theil mit dem Kohlenstoff desselben zur - Kohlensäure, die dann ausgeathmet wird. Der Sauerstoff wird - deshalb auch Lebensluft genannt im Gegensatz zur Stickluft - oder dem Stickstoffgas, in welchem kein Thier athmen oder - leben kann. Daß die großen Mengen von Kohlensäure, welche - durch Verbrennung und Athmung beständig erzeugt werden, die - atmosphärische Luft nicht verderben, sogar ihren Gehalt an - Kohlensäure überhaupt nicht vermehren, liegt größtentheils - daran, daß die Pflanzen die Kohlensäure aufnehmen und dafür - unter dem Einfluß des Lichtes Sauerstoff aushauchen. - -=210. Warum= kann eine Kerze nicht fortbrennen, die man unter die -Glocke einer Luftpumpe bringt, wenn man die Luft aus der Glocke -auspumpt? - -=Weil= nach dem Auspumpen der Luft in der Glocke überhaupt keine -Luft, also auch kein Sauerstoff mehr vorhanden ist, mit welchem ein -brennbarer Körper sich verbinden könnte, alle Verbrennung aber, also -auch die der Kerze, nur in einer Verbindung mit Sauerstoff besteht. - -=211. Warum= bedecken sich kupferne Dächer und Statuen aus Bronce im -Laufe der Jahre mit einem grünen Ueberzuge? - -=Weil= die in der Luft enthaltene Kohlensäure, ferner der Sauerstoff -und Wasserdampf derselben, ein großes Vereinigungsbestreben (chemische -Affinität) zu fast allen Metallen haben. Das Dach und die Statue -bedecken sich deßhalb allmählich mit einer dünnen Schicht von -kohlensaurem Kupfer, welche man mit dem Namen »grüne Patina« bezeichnet. - -=212. Warum= erlischt ein Licht, das wir auf einem Korkstückchen auf -Wasser schwimmen lassen, sehr bald, wenn wir eine Glasglocke so darüber -stellen, daß das Wasser ringsum den Eintritt der Luft verhindert? - -=Weil= das brennende Licht sehr bald den in dem abgeschlossenen -Raume vorhandenen Sauerstoff verzehrt, neue Luft und also auch neuer -Sauerstoff aber durch das Wasser nicht hinzutreten kann, und die Flamme -daher endlich keine Nahrung mehr findet. Nach dem Erlöschen des Lichtes -steigt das Wasser in der Glasglocke etwas in die Höhe, steht also darin -etwas höher als außerhalb, weil die durch das Verbrennen erzeugte -Kohlensäure zum Theil von dem Wasser verschluckt wird, und das Wasser -nun die Stelle des von der Flamme verzehrten Sauerstoffs einnehmen muß. -Allerdings ist noch Luft in der Glasglocke vorhanden, aber diese Luft -ist Stickstoff, der die Flamme nicht zu ernähren vermag. - -=213. Warum= raucht eine Lampe, wenn man den Cylinder abnimmt, und ein -Ofen, wenn er keinen Zug hat? - -=Weil= in beiden Fällen nicht Sauerstoff genug der Flamme zugeführt -wird, der Kohlenstoff daher nicht vollständig verbrennen kann und -sich nun unverbrannt ausscheidet. Der Rauch ist nichts anders als ein -Gemisch der durch die unvollständige Verbrennung erzeugten Luftarten -mit unverbranntem Kohlenstoff. - -=214. Warum= kann in einem Keller, in welchem sich Wein im Zustande der -Gährung befindet, kein Licht fortbrennen? - -=Weil= sich bei der Gährung dieselbe Luftart entwickelt, die auch bei -der Verbrennung des Kohlenstoffs entsteht, und weil diese Luftart, -die sogenannte Kohlensäure, nicht fähig ist, diese Verbrennung zu -unterhalten. - -=215. Warum= wird ein Feuer durch Wind noch mehr angefacht? - -=Weil= der Wind als bewegte Luft dem Feuer beständig neuen Sauerstoff -zuführt und dieses dadurch immer neue Nahrung gewinnt, während im -ruhigen Zustande die Luft in der Umgebung des Feuers allmählich -ihres Sauerstoffs beraubt wird und daher zur Unterhaltung des Feuers -nicht mehr beitragen kann. Das Fortbrennen des Feuers wird daher nur -ermöglicht durch ein beständiges Zuströmen frischer Luft, welche an die -Stelle der verbrauchten tritt. - -=216. Warum= wird ein Feuer durch Blasen angefacht? - -=Weil= der durch das Blasen dem Feuer zugeführte dichtere Luftstrom -mehr Sauerstoff enthält, als gewöhnliche atmosphärische Luft, und daher -auch das Verbrennen noch mehr befördert, so daß die Flamme dadurch -lebhafter wird. - -=217. Warum= erhöht ein Strom kalter Luft, besonders aus einem -Blasebalge, auf weißglühendes Eisen gerichtet, die Hitze desselben so, -daß es zu schmelzen beginnt? - -=Weil= durch den Blasebalg die ohnehin schon dichtere kalte Luft sehr -zusammengepreßt wird und wegen ihrer großen Dichtigkeit daher auch eine -sehr große Menge Sauerstoff dem glühenden Eisen zuführt, so daß dies -durch die Hitze der lebhafteren Verbrennung zum Schmelzen gebracht wird. - -=218. Warum= erlischt das Feuer in einem Schornsteine sogleich, wenn -derselbe oben durch einen nassen Sack zugedeckt wird? - -=Weil= zum Verbrennen durchaus Luft erforderlich ist, welche Sauerstoff -enthält, wie die atmosphärische Luft. Da sich nun der Sauerstoff der -Luft beim Verbrennen beständig mit dem verbrennenden Körper verbindet, -so muß zur Unterhaltung des Feuers immerfort neue Luft hinzutreten. -Bei Zudeckung des Schornsteins vermag aber die verdorbene Luft nach -oben nicht zu entweichen und daher auch von unten nicht frische Luft -zuzuströmen; dem Feuer fehlt es also endlich an Nahrung, und es -erlischt. - -=219. Warum= erlischt das Feuer in einem Schornsteine, wenn man im -unteren Theile desselben Schwefel verbrennt? - -=Weil= bei der Verbrennung des Schwefels eine Luftart, die sogenannte -schweflige Säure, erzeugt wird, die natürlich selbst nicht mehr die -Verbrennung unterhalten kann, die aber vermöge ihrer großen Schwere -den unteren Theil des Schornsteins erfüllt und daher keine neue -atmosphärische Luft von unten hinzutreten läßt, welche der Flamme neue -Nahrung zuführen könnte. Da aber auch von oben keine frische Luft -zutreten kann, weil dort die durch die Verbrennung ihres Sauerstoffs -beraubte und durch die Wärme ausgedehnte Luft gewaltsam ausströmt, so -muß das Feuer im Schornstein, seiner Nahrung völlig beraubt, allmählich -erlöschen. - -=220. Warum= erlischt das Feuer bisweilen in einem brennenden Zimmer -von selbst, wenn Thüren und Fenster desselben dicht verschlossen -gehalten werden? - -=Weil=, obgleich die äußere Luft wegen der Ritzen in den Thüren -und Fenstern zwar einigen Zutritt zu dem Zimmer hat, doch bei -verschlossenen Thüren und Fenstern nicht genug frische Luft eindringen -kann, um die Verbrennung auf die Dauer zu unterhalten. Soll ein Feuer -fortbrennen, so muß die dasselbe umgebende Luft, welche bereits ihren -Sauerstoff an die Flamme abgegeben hat und daher zum Verbrennen nicht -mehr tauglich ist, beständig durch frisch zuströmende sauerstoffhaltige -Luft ersetzt werden. Soll aber ein Feuer erlöschen, so muß man dasselbe -gegen das Hinzutreten frischer Luft absperren. Brennende Keller löscht -man daher am besten, indem man ihre Oeffnungen durch nasse Säcke oder -nassen Sand oder selbst Mist verschließt. Brennendes Fett oder Oel -wird durch Ueberdecken mit einem festen Körper, selbst mit Sägespähnen -gelöscht. - -=221. Warum= sterben Thiere in einem luftleeren Raume? - -=Weil= zur Erhaltung ihres Lebens durchaus das Einathmen -sauerstoffhaltiger Luft erforderlich ist und es in einem luftleeren -Raume, da überhaupt keine Luft vorhanden ist, natürlich auch an dem -nothwendigen Sauerstoff fehlt. Die Thiere kommen um, gerade wie ein -Feuer erlischt, dem die zur Unterhaltung des Verbrennens erforderliche -sauerstoffhaltige Luft nicht zugeführt wird. Wo daher kein Licht -brennen kann, da kann auch kein Thier leben, mag nun der Grund darin -liegen, daß die anwesende Luft keinen Sauerstoff enthält, oder daß -überhaupt gar keine Luft vorhanden ist. - -=222. Warum= muß eine auf den Grund des Meeres gelassene Taucherglocke -von Zeit zu Zeit wieder heraufgezogen werden, damit der darin -befindliche Mensch fortleben kann? - -=Weil= die in der Taucherglocke enthaltene atmosphärische Luft durch -das Athmen denjenigen Bestandtheil verliert, welcher allein zum -Fortbestehen des Lebens nothwendig ist, nämlich den Sauerstoff, der -übrig bleibende Theil, der Stickstoff, aber so wenig wie die von dem -Menschen ausgeathmete Luft, die Kohlensäure, zum Einathmen tauglich -ist. Bei den neueren Tauchapparaten pflegt man deshalb den darin am -Meeresgrunde arbeitenden Menschen durch Druckpumpen in Schläuchen -beständig frische Luft zuzuführen. - -=223. Warum= sterben oft viele Menschen, wenn eine große Menge -derselben in einem engen, verschlossenen Raume zusammengesperrt wird? - -=Weil= die von den Menschen eingeathmete Luft ihren Sauerstoff in den -Lungen an das Blut abgiebt, beim Ausathmen dagegen nur Kohlensäure -und Stickstoff von den Lungen wieder ausgestoßen werden, diese beiden -Luftarten aber nicht zur Athmung und zur weiteren Unterhaltung des -Lebens tauglich sind. Befinden sich daher viele Menschen in einem -engen, abgeschlossenen Raume, so wird der Sauerstoff der Luft, da keine -frische Luft zutreten kann, sehr bald durch das Athmen erschöpft, und -die Menschen müssen ersticken aus Mangel an sauerstoffhaltiger Luft. - -=224. Warum= ist es lebensgefährlich, sich in Keller zu wagen, worin -Wein oder Bier sich im Zustande der Gährung befinden? - -=Weil= die beim Gähren sich entwickelnde Luftart, die Kohlensäure, -nicht zum Athmen tauglich ist und daher, wenn sie eingeathmet wird, die -Lebensthätigkeit, welche eine beständige Verjüngung des Blutes durch -Sauerstoff erfordert, nicht mehr zu erhalten vermag. - -=225. Warum= kommen oft Menschen um, die in lange verschlossen gewesene -Bergwerksgruben, Brunnen oder Kloaken hinabsteigen? - -=Weil= in solchen Oertlichkeiten sich Luftarten entwickeln, die -nicht zum Einathmen tauglich und für die Lungen oft geradezu giftig -sind. In Brunnen und Bergwerken ist es gewöhnlich die Kohlensäure, -die sich dort erzeugt und wegen ihrer großen specifischen Schwere -am Boden lagert. In Abtrittsgruben und Kloaken ist es das noch -gefährlichere Schwefelwasserstoffgas, welches die Erstickung bewirkt. -In Steinkohlengruben entwickelt sich oft auch das sogenannte Grubengas -oder Kohlenwasserstoffgas, das ebensowenig für die Athmung tauglich -ist, das sich aber auch sehr leicht an der Lampe des Bergmanns -entzündet und dadurch furchtbare Explosionen veranlaßt. Um sich vor -der Gefahr des Erstickens in Brunnen, Kellern und Abtrittsgruben zu -schützen, ist es nothwendig, daß man vor dem Hinabsteigen sich von dem -Vorhandensein schädlicher Gase überzeugt. Man lasse daher eine an einer -Leine befestigte Laterne hinab, in welcher ein Licht brennt. Verlöscht -dieses, so sind sicher Luftarten vorhanden, die auch für die Athmung -schädlich sind. Um dann die Luft in diesen Räumen zu reinigen, kann -man hineinschießen oder brennende Strohbündel hineinwerfen und dadurch -eine Bewegung der Luft hervorrufen. Noch besser aber ist es, Chlorkalk -oder gebrannten Kalk oder Lappen, die mit Kalkmilch oder Salmiakgeist -getränkt sind, hinabzuwerfen, weil dadurch die schädlichen Luftarten -zerstört oder, indem sie sich mit dem Kalk oder Salmiakgeist verbinden, -unschädlich gemacht werden. - -=226. Warum= kommen sehr oft Menschen um, die sich in einer geheizten -Stube schlafen legen, wenn sie nach dem Abbrennen des Feuers die -Ofenklappe zu früh zugedreht haben? - -=Weil= die glimmenden Kohlen, wenn die Luft von ihnen abgesperrt ist, -nicht mehr genug Sauerstoff finden, um vollkommen zu verbrennen, und -dann eine eigenthümliche Luftart entwickeln, die man im gemeinen Leben -als Kohlendampf bezeichnet, die aber im Wesentlichen eine Verbindung -der Kohle mit einer geringeren Menge von Sauerstoff ist, als in der -Kohlensäure vorhanden ist. Diese Luftart oder das Kohlenoxydgas kann -nun nicht mehr durch den Schornstein entweichen, dringt daher in das -Zimmer und wird von der schlafenden Person eingeathmet. Sie wirkt -aber, eingeathmet, in den Lungen giftig und todbringend. Dasselbe -giftige Gas entsteht auch in Kohlenbecken, weil die über den glimmenden -Kohlen liegende Asche den Zutritt der Luft erschwert. Es ist daher auch -gefährlich, Kohlenbecken in Zimmern, namentlich während der Nacht, -stehen zu lassen. - - - - -Vom Schalle. - - - Schall ist die Wirkung der Erschütterung der Theilchen - eines Körpers, welche sich durch die Luft unserem Hörorgan - mittheilt. Die Bewegung, auf welcher der Schall beruht, ist - eine eigenthümlich zitternde oder schwingende. Man kann diese - Schwingungen bisweilen sehen und fühlen. Man sieht sie in - dem Schwirren einer tönenden Saite oder in dem Hüpfen des - Sandes auf dem Resonanzboden eines Klaviers, während dies - gespielt wird. Man fühlt sie, wenn man an eine etwas große - Glocke schlägt und dann leise die Fingerspitze an ihren Rand - legt; man fühlt dann deutlich, daß der entstandene Schall von - einem inneren Erzittern der äußerlich ganz in Ruhe bleibenden - Glocke begleitet ist. Daß aber auch in der Luft solche - Schwingungen stattfinden, davon überzeugt uns das Zerspringen - der Fensterscheiben durch den Knall einer in der Nähe - losgeschossenen Kanone, sowie das Erzittern der Fenster und der - Thüren während eines heftigen Donnerschlages. Je nachdem der - Schall auf einer einmaligen, plötzlichen, oder auf einer sich - wiederholenden und andauernden Erschütterung beruht, und je - nachdem die Schallschwingungen regelmäßig oder unregelmäßig, - gleichartig oder ungleichartig auf einander folgen, - unterscheiden wir zwischen einem Knall, einem Geräusch, einem - Ton oder Klang. Eine einmalige, sehr heftige Erschütterung - der Luft, der keine andere nachfolgt, ist ein Knall. Viele, - aber ungleichartig und unregelmäßig auf einander folgende - Schallschwingungen erzeugen ein Geräusch oder einen Lärm, - und zwar je nach der Empfindung unseres Ohres ein Rauschen, - Brausen, Rollen, Klirren, Knarren, Rasseln etc. Gleichartige - Schwingungen, die mit einer gewissen Regelmäßigkeit und mit - einer bestimmten Geschwindigkeit einander folgen, empfinden wir - als Ton oder Klang. - -=227. Warum= vernehmen wir einen Schall, wenn wir mit einem Stocke -gegen einen Stein schlagen? - -=Weil= durch das Anschlagen des Stockes gegen den Stein zunächst die -Theile desselben, welche der Schlag trifft, heftig erschüttert werden, -und diese Erschütterung den nächsten Theilchen mitgetheilt wird und -so fort. Da nun der Körper von Luft umgeben ist, so werden auch die -dem erschütterten Körper zunächst liegenden Lufttheilchen gleichfalls -erschüttert, und diese Erschütterung pflanzt sich immer weiter fort, -bis sie diejenigen Lufttheilchen erreicht, die unsern Gehörwerkzeugen -zunächst sind, und in diesen daher die Empfindung des Schalles erregt. - -[Illustration: Fig. 45.] - -=228. Warum= vernehmen wir einen Knall, wenn wir mit einer Peitsche -heftig durch die Luft fahren? - -=Weil= durch die heftige Bewegung der Peitsche eine Menge Luft -plötzlich aus ihrer Lage gedrängt wird, und in Folge dessen abwechselnd -verdichtete und verdünnte Luftschichten entstehen, ähnlich wie in einer -größeren Wassermasse, in welcher wir eine kleine Menge Wasser plötzlich -aus ihrer Lage drängen, indem wir z. B. einen Stein hineinwerfen, -abwechselnde Wasserberge und Wasserthäler entstehen. Der Stein -drängt nämlich das Wasser nach allen Seiten, und da das Wasser nicht -zusammendrückbar ist, so muß rings um den Stein sich eine Erhöhung -bilden. Diese fließt nach außen und nach innen ab, und die abfließende -Wassermenge veranlaßt auf der zunächstliegenden Fläche die Entstehung -einer neuen ringförmigen Erhöhung und scheint so nach außen, sich -immer mehr erweiternd, fortzuschreiten. Ein ähnlicher Vorgang muß auch -in der Luft eintreten, wenn der Schlag der Peitsche die plötzliche -Verschiebung einer Luftmenge bewirkt, nur mit dem Unterschiede, daß -die Luft zusammendrückbar ist und daher, statt der Wellenberge und -Wellenthäler, sich ringsum kugelförmig verbreitende verdichtete und -verdünnte Luftschichten entstehen müssen. - -=229. Warum= hört man den Wecker eines Uhrwerks unter der Glocke einer -Luftpumpe nicht mehr, wenn die Luft ausgepumpt ist? - -=Weil= die Schwingungen der Weckerglocke durch die Luft fortgepflanzt -und unserem Ohre mitgetheilt werden müssen, wenn wir sie als Schall -empfinden sollen. Wenn aber die Luft fehlt, so können die Schwingungen -sich auch nicht von dem schallenden Körper weiter verbreiten. - -=230. Warum= hören wir einen Schall in der Nähe stärker als in der -Ferne? - -=Weil= die Schallwellen sich wie Hohlkugeln um den schallenden Körper -ausbreiten, jede Bewegung aber an Stärke in demselben Verhältniß -abnehmen muß, in welchem die Fläche wächst, über welche sie sich -ausbreitet. Eine Schallwelle breitet sich in der doppelten Entfernung -auf eine 4mal so große Fläche aus, und die Erschütterung, die -sie bewirkt, kann nur noch ¼ so stark sein, als in der einfachen -Entfernung. Von der Stärke der Erschütterung hängt aber die Wirkung des -Schalles auf unser Gehörorgan ab; wir hören darum den Schall in der -doppelten Entfernung auch nur ¼mal so stark. - -=231. Warum= geben einige Körper beim Anschlagen einen stärkeren Schall -als andere? - -=Weil= die Körper verschiedene Elasticität und Dichtigkeit besitzen, -sehr elastische Körper aber eine heftigere Erschütterung der Theilchen -und weitere Schwingungen zulassen, als weniger elastische, und in -dichteren Körpern mehr Masse in Schwingungen versetzt wird, als in -weniger dichten. Von der Erschütterung der Theilchen eines Körpers -hängt aber die Erschütterung der Luft und von dieser die Wirkung auf -unser Gehörorgan ab. Sehr weiche Körper, namentlich Flüssigkeiten, sind -darum nicht geeignet, einen Schall zu erzeugen. - -=232. Warum= sieht man aus einiger Entfernung die Axt des Holzhauers -früher niederfallen, als man den Schlag hört? - -=Weil=, wie jede Bewegung eine gewisse Zeit erfordert, so auch eine -gewisse Zeit vergehen muß, ehe der Schall von seinem Entstehungsorte -durch die Luft sich bis zu unserm Ohre fortpflanzt. In der Luft -beträgt die Geschwindigkeit, mit welcher sich der Schall fortpflanzt, -ungefähr 1060 Fuß oder 333 Meter in der Secunde. Aus der Zeit, welche -zwischen dem Lichtblitz beim Abschießen einer Kanone und dem Eintreffen -des Schalles, oder zwischen Blitz und Donner bei einem Gewitter -verstreicht, kann man auf die Entfernung der Kanone oder des Gewitters -schließen. - -=233. Warum= hört man das Läuten der Glocken oder andere Arten des -Schalles in gleicher Entfernung, bald stärker, bald schwächer? - -=Weil= die Luft bald mehr, bald weniger geeignet ist, die -Erschütterungen fortzupflanzen, da sie bald eine größere, bald eine -geringere Dichtigkeit und Elasticität besitzt. Je dichter die Luft -ist, desto besser leitet sie den Schall. In der dünnen Luft hoher -Alpengipfel hört man darum den Knall einer Pistole kaum stärker -als einen kräftigen Handschlag. Im Winter, wo die Luft kälter und -darum auch dichter ist, hört man den Schall stärker und in weiterer -Entfernung als im Sommer. Im Sommer wirkt zugleich der Pflanzenwuchs -der Verbreitung der Schallwellen hemmend entgegen. In der Nacht wird -ein Schall deutlicher vernommen als am Tage, nicht bloß, weil am Tage -noch ein mannigfach verworrenes Geräusch die Empfindlichkeit des Ohres -abstumpft, sondern auch weil am Tage das Aufsteigen der wärmeren Luft -der Verbreitung der Schallwellen hinderlich wird. Ein der Richtung -der sich fortpflanzenden Schallwellen entgegen wehender Wind hält sie -ebenfalls auf, während ein in derselben Richtung wehender Wind die -Geschwindigkeit der Schallfortpflanzung vergrößert. Regentropfen und -Schneeflocken unterbrechen und stören vielfach die Schallwellen, und -man vernimmt darum bei Regen und Schneefall das Läuten einer Glocke -nicht, das man bei heiterem Wetter sehr deutlich hört. - -=234. Warum= hört man entfernten Kanonendonner besser, wenn man das Ohr -auf die Erde legt? - -=Weil= der Erdboden den Schall mit größerer Geschwindigkeit -fortpflanzt, als die Luft. Ueberhaupt leiten die meisten festen Körper -und selbst Flüssigkeiten den Schall mit größerer Geschwindigkeit -fort, als die Luft. So ist die Geschwindigkeit des Schalles in Eisen -16-2/3, in Tannenholz 18, in Wasser 4½mal so groß als in der Luft. -Wenn man eine Taschenuhr auf das Ende eines sehr langen Balkens legt, -so kann man das Ticken derselben noch hören, wenn man das Ohr an das -andere Ende des Balkens anlegt. Dagegen wird die Fortpflanzung des -Schalles durch ungleichartige und vielfach unterbrochene Körper stark -gestört. Namentlich lockere Körper, wie Tuch, Pelz, Wolle, Baumwolle, -Federn, Sägespähne, sind zur Fortleitung des Schalles wenig geeignet -und schwächen ihn beträchtlich, weil in ihnen der Schall beständig -aus einer festeren Schicht in eine eingeschlossene Luftschicht und -umgekehrt übergehen muß und dabei jedesmal gestört wird. Mit Champagner -oder Selterwasser gefüllte Gläser klingen daher nicht. Durch wollene -Decken oder Strohmatten, die man vor Fenster und Thüren hängt, kann man -das Geräusch der Straße von einem Zimmer fern halten. - -=235. Warum= hallen einzelne Silben oder auch wohl ganze Wörter -zuweilen mehrfach wieder, wenn sie einer Felswand oder der Mauer eines -Gebäudes gegenüber in einer gewissen Entfernung laut ausgesprochen -werden? - -=Weil= die durch das Aussprechen der Silben oder Wörter verursachten -Erschütterungen oder Schallwellen der Luft, wenn sie in ihrem -Fortschreiten gegen die Felswand oder Mauer treffen, von dieser -zurückgeworfen werden und daher den Schall nach derselben Gegend -wieder hinsenden, woher er kam, gerade wie ein elastischer Ball von -einer Wand zurückprallt. Da unser Ohr in einer Secunde höchstens 9--10 -Silben zu unterscheiden vermag, in 1/10 Secunde der Schall aber 33-1/3 -Meter durchläuft, hin und zurück also nur 16-2/3 Meter durchlaufen -kann, so muß eine Wand mindestens 16-2/3 Meter von uns entfernt sein, -wenn wir den Nachhall einer ausgesprochenen Silbe oder ihr Echo noch -deutlich unterscheiden sollen. In einem kleineren Raume, etwa zwischen -den Wänden eines Zimmers, verschmilzt der Nachhall mit dem Schall -und verstärkt diesen nur. Soll der Nachhall von 2, 3 und mehr Silben -deutlich vernommen werden, so muß die den Schall zurückwerfende Wand -2, 3 oder mehrmal 16-2/3 Meter von uns entfernt sein. Soll eine Silbe -oder ein Schall überhaupt mehrfach wiederhallen, also ein mehrmaliges -Echo stattfinden, so muß die Zurückwerfung durch mehrere Wände -geschehen, die entweder gleichlaufend sich gegenüberstehen oder an -einander anstoßen. Dies ist z. B. an dem Lurleyfelsen bei Oberwesel am -Rhein, bei den Adersbacher Felsen in Böhmen und auf dem Königsplatz in -Kassel der Fall. Eines der berühmtesten Echos ist das beim Schlosse -Simonetta bei Mailand, das den Schall eines Pistolenschusses 40--50mal -wiederholt. Bei Musiksälen, Theatern etc. ist es eine der schwierigsten -Aufgaben der Baukunst, den störenden Nachhall zu beseitigen; das -geeignetste Mittel dazu scheint die möglichst reiche Gliederung der -Wände zu sein. - -[Illustration: Fig. 46.] - -=236. Warum= kann man sich noch auf sehr weite Entfernungen vernehmlich -machen, wenn man in ein Sprachrohr hineinspricht oder ruft? - -=Weil= wegen der kegelförmigen Gestalt des Sprachrohrs die gegen die -inneren Wände desselben treffenden Schallwellen, nachdem sie mehrmals -zurückgeworfen worden sind, endlich fast alle eine und dieselbe -Richtung erhalten und, indem sie fast gleichlaufend austreten, auf -dem langen Wege durch die freie Luft zusammengehalten werden. Ein -Höhrrohr ist ein umgekehrtes kleines Sprachrohr, dessen Trichter eine -große Menge von Schallwellen aufnimmt, die in dem engeren Schallrohr -zusammengedrängt werden und so verdichtet in das Ohr gelangen, auf -welches sie darum einen stärkeren Eindruck machen. Da der Schall -überhaupt nur wenig von seiner Stärke einbüßt, wenn er sich in einer -begrenzten Luftmasse ausbreitet, so können auch sogenannte Schall- -oder Communicationsröhren, d. h. beliebig lange, 4--5 Centimeter weite -Blech- oder Kautschukröhren, in die man hineinspricht, dazu dienen, -sich auf größere Entfernungen verständlich zu machen. Man findet darum -solche Röhren in Fabriken oft durch mehrere Stockwerke hindurch. Aus -demselben Grunde pflanzen auch Kamine, Gasleitungen, Heizungsröhren den -Schall in auffallender Weise fort, und in Gefängnissen sind sie oft zu -Verständigungen unter den Gefangenen benutzt worden. - -=237. Warum= wird der Ton einer Stimmgabel auffallend stärker, wenn man -sie auf irgend einen festen Körper, z. B. auf eine Tischplatte aufsetzt? - -=Weil= ein fester Körper, wie die Tischplatte, besonders wenn er in -unmittelbarer Berührung mit dem schallenden Körper steht, selbst in -ähnliche Schwingungen geräth und diese dann auch der Luft mittheilt, -dadurch also den Ton des schallenden Körpers verstärkt. Auf diesem -Mitschwingen oder Mittönen beruht auch der Resonanzboden des Klaviers, -der Violine u. s. w. - -[Illustration: - - ~a~) Ohrmuschel. - ~b~) Gehörgang. - ~c~) Trommelfell. - ~d~) } - ~e~) } Gehörknöchelchen. - ~f~) } - ~g~) Vorhof. - ~h~) Bogengänge. - ~i~) Schnecke. - -Fig. 47.] - -=238. Warum= können taubgeborne oder an gewissen Krankheiten des Ohres -leidende Personen nicht hören? - -=Weil= die durch das Sprechen erschütterte Luft zwar ebenfalls diese -Erschütterungen bis zu ihrem Ohre fortpflanzt, sie hier aber wegen des -krankhaften Zustandes des Ohres dem Gehörnerv nicht mehr mitgetheilt -werden können. Dies ist besonders der Fall, wenn der Gehörnerv selbst -unempfindlich ist, oder wenn das sogenannte Labyrinth fehlt, durch -dessen Flüssigkeit die Schallschwingungen dem Gehörnerv mitgetheilt -werden. Unser Ohr ist ein sehr künstlich gebauter Apparat zur Aufnahme -von Schallschwingungen. Das äußere Ohr sammelt und leitet mittelst -der durch vielfache Windungen eine große Oberfläche darbietenden -Ohrmuschel (~a~) die Schallschwingungen in den Gehörgang (~b~), einen -etwa 1 Zoll langen Kanal im Schläfenbein. Der Gehörgang ist hinten -durch das Trommelfell (~c~) geschlossen, mit welchem das mittlere -Ohr oder die Paukenhöhle beginnt, die durch die Eustachische Röhre -mit der Rachenhöhle, also auch mit der äußeren Luft in Verbindung -steht. In der Paukenhöhle liegen die Gehörknöchelchen, durch welche -die Schallschwingungen, welche mittelst des Trommelfells denselben -mitgetheilt werden, nach den Gesetzen der Resonanz eine größere Stärke -erhalten. Durch den Verlust des Trommelfells und der Knöchelchen ist -darum das Gehör nicht aufgehoben, sondern nur bedeutend geschwächt. Die -Paukenhöhle ist von dem inneren Ohre, dem sogenannten Labyrinth, einer -Höhlung im Felsenbein, durch eine knöcherne Scheidewand getrennt, in -welcher zwei mit Haut überzogene Oeffnungen, das runde und das ovale -Fensterchen, eine Verbindung mit der Paukenhöhle herstellen. Durch -das ovale Fensterchen theilen sich die Schallschwingungen dem Wasser -mit, welches das ganze Labyrinth erfüllt, und das sich schwingend -vor- und zurückbewegen kann, weil das runde Fensterchen, mit welchem -das Labyrinth endigt, auszuweichen vermag. Das Labyrinth selbst -besteht wieder aus dem Vorhof (~g~), den drei Bogengängen (~h~) und -der Schnecke (~i~), in denen sich die Zweige des Gehörnervs mannigfach -verbreiten. In der Erkrankung dieses Theils liegt also die größte -Gefahr für die Empfindlichkeit des Gehörs. - -=239. Warum= giebt eine dickere Violinsaite einen tieferen Ton als eine -dünnere, und warum giebt dieselbe Saite einen höheren Ton, wenn sie -stärker gespannt wird, oder wenn man sie verkürzt? - -=Weil= die Höhe eines Tones von der Zahl der Schallwellen abhängt, -welche in einer Secunde in unser Ohr gelangen und von demselben -empfunden werden, der Ton einer Saite also um so höher ist, je -schneller sie schwingt, oder je mehr Schwingungen sie in derselben -Zeit macht, eine Saite aber um so mehr Schwingungen macht, je dünner, -je kürzer oder je mehr angespannt sie ist. Eine Saite, welche die -Octave giebt, macht doppelt so viele Schwingungen in der Secunde, -als eine Saite, welche den Grundton giebt. Im Allgemeinen beginnt -unsere Tonempfindung erst bei 30 bis 40 Schwingungen in der Secunde -und hört bei 5000, höchstens 9000 Schwingungen auf; besonders geübte -und feinfühlende Ohren hören nach _Helmholtz_ noch Töne von 76000 -Schwingungen in der Sekunde. In der Musik kommt es aber weniger auf -die absolute Höhe der Töne als auf ihre Verhältnisse oder Intervalle -an. Die einfachsten Intervalle bilden diejenigen Töne, welche 2, 3, 4, -5 ... mal so viel Schwingungen machen, als ein anderer Ton, den man -den Grundton nennt, also die harmonischen Obertöne des Grundtons. Die -nächsteinfachen Verhältnisse sind die von 3 : 2 und von 5 : 4, und -solche Töne, welche 3/2 oder 5/4 mal so viel Schwingungen machen, als -der Grundton, nennt man die Quinte und die Terz des Grundtons. Auch -die Töne, welche 4/3 und 5/3 mal so viel Schwingungen als der Grundton -enthalten, die Quarte und die Sexte, klingen noch befriedigend mit -dem Grundton zusammen. Solche Töne, welche zusammen einen angenehmen -Eindruck auf das Gehör machen, nennt man consonirend, und ihren -Zusammenklang selbst Consonanz. Töne, deren Schwingungszahlenverhältniß -zum Grundton nicht mehr einfach ist, bilden Dissonanzen. - -=240. Warum= giebt eine längere Pfeife einen tieferen Ton als eine -kürzere? - -=Weil= es in jeder Pfeife die durch das Einströmen eines schmalen -Luftstroms hervorgebrachte schwingende Bewegung der eingeschlossenen -Luftsäule ist, welche den Ton erzeugt, und weil die Höhe dieses Tones -von der Zahl der in einer Secunde gemachten Schwingungen abhängt, diese -aber im umgekehrten Verhältniß zur Länge der Pfeife steht. Wenn, wie -bei der Flöte, die Wände einer Pfeife mit Oeffnungen versehen sind, -welche geöffnet und geschlossen werden können, so ist die erste nicht -geschlossene Oeffnung als das Ende der Pfeife anzusehen und die Höhe -des Tones dem Abstande der Oeffnung vom Mundloch entsprechend. Man -begreift daher, wie sich durch Oeffnen und Schließen der Seitenlöcher -der Ton erhöhen und erniedrigen läßt. - -[Illustration: Fig. 48.] - -=241. Warum= kann man eine ausgeschnittene Gänsegurgel noch zum Tönen -bringen, wenn man hineinbläst? - -=Weil= das in der Gurgel liegende Stimmorgan der Gans, wie der meisten -Thiere und auch des Menschen, eigentlich eine Pfeife ist, in welcher -der Ton durch die Schwingungen zweier elastischer Bänder erzeugt wird, -die zwischen sich nur eine schmale Spalte, die Stimmritze, für den -durchgehenden Luftstrom freilassen. Das Stimmorgan hat die meiste -Aehnlichkeit mit einer sogenannten Zungenpfeife, wie wir sie in der -Kindertrompete kennen, bei welcher der eingeblasene Luftstrom ein -elastisches Blättchen in Bewegung setzt, welches seine schwingende -Bewegung dann der in der Pfeife eingeschlossenen Luftsäule mittheilt. -Bei dem Stimmorgan des Menschen bildet die Lunge nur den Blasebalg, -die Luftröhre das Windrohr, während der Kehlkopf das eigentliche -Instrument ist, das in seinem obersten Theile die tönende Zunge -enthält, und Rachen und Mund nur als Schallbecher dienen. Der Kehlkopf -besteht aus dem obersten Ringe der Luftröhre oder dem Ringknorpel, dem -Schildknorpel oder Adamsapfel und den zwei durch Muskeln beweglichen -Gießkannenknorpeln. Die Schleimhaut der Luftröhre geht in dem Kehlkopf -in ein sehr elastisches Gewebe über, das von der Vorderkante des -Schildknorpels sich in zwei halbkreisförmigen Abtheilungen, die man -Stimmbänder nennt, nach hinten zu den Gießkannenknorpeln zieht. -Bei gewöhnlichem Athmen liegen diese beiden Häute schlaff über -einander und schließen den Zwischenraum, so daß das Athmen nur durch -eine schmale Fortsetzung dieses Zwischenraums zwischen den zwei -Gießkannenknorpeln, die Athemritze, geschieht. Bei der Tonbildung -dagegen schließt sich die Athemritze, die Stimmbänder werden straff -gespannt und ihre Ränder liegen fest aneinander, so daß nur ein feiner, -grader Spalt, die Stimmritze, übrig bleibt. Indem der Luftstrom durch -diese hindurchgeht, versetzt er die Stimmbänder in Schwingungen, welche -sich auf die Luftsäule in der Rachen- und Mundhöhle übertragen. Die -Höhe des Tons hängt also hauptsächlich von der Spannung und der Länge -der Stimmbänder ab. - - - - -Von der Wärme. - - - Unter Wärme verstehen wir bald das Gefühl, welches wir bei der - Berührung gewisser Körper empfinden, bald die Ursache dieses - Gefühles oder den Zustand der Körper selbst, welche diese - Empfindung in uns hervorrufen. Gewöhnlich spricht man von der - Wärme, wie von einem Stoffe, der von den Körpern ausströmt, - fortgeleitet wird, die Körper durchdringt etc., und früher hat - man auch wirklich einen solchen Wärmestoff angenommen, der - freilich keine einzige Eigenschaft des Stoffes, namentlich - keine Schwere besitzt. Das Wesen der Wärme kann man daher - nur in einer Bewegung sehen, und zwar in einer schwingenden - oder Wellenbewegung. Nur darüber streitet man noch, ob sie - eine Bewegung der kleinsten Körpertheilchen selbst, oder eine - Bewegung eines feinen, alle Körper durchdringenden Stoffes, - des sogenannten Aethers sei. Die wichtigsten Quellen der - Wärme sind die Sonnenstrahlen, Reibung, Druck und chemische - Prozesse, namentlich die Verbrennung; ferner Elektricität und - Magnetismus. Kälte ist nur Mangel an Wärme. Die Temperatur - eines Körpers ist der Grad seiner Erwärmung. - -=242. Warum= springen Funken ab, wenn man mit einem Stahl an einen -Feuerstein schlägt? - -=Weil= durch das heftige Anschlagen des Stahles gegen den harten -Feuerstein kleine Stahlstückchen abspringen, die in Folge der durch -die Reibung erzeugten Hitze glühend werden und, wenn sie auf Schwamm -oder Zunder fallen, diesen entzünden. Wenn man die Funken auf weißes -Papier fallen läßt und sie dann durch ein Vergrößerungsglas betrachtet, -kann man deutlich die geschmolzenen Stahlstückchen erkennen. Auch vom -eisernen Huf eines auf gepflasterter Straße galoppirenden Pferdes sieht -man Abends glühende Theilchen umhersprühen. Wenn man zwei Kieselsteine -heftig an einander schlägt, werden ebenfalls glühende Steinstückchen -losgerissen. Ueberhaupt wird durch Reibung und starken Druck Wärme -erzeugt. Ein Hammer erwärmt sich bei längerem Gebrauch, und der Schmied -kann einen Nagel durch geschicktes Hämmern glühend machen. - -=243. Warum= müssen die Achsen der Wagenräder geschmiert werden? - -=Weil= bei der Umdrehung der Räder um die Achsen eine heftige Reibung -stattfindet und durch diese Reibung bedeutende Wärme erzeugt werden -würde, die sich bis zur Entzündung der Achsen steigern könnte, wenn die -Reibung nicht durch eine dazwischen gebrachte Flüssigkeit, namentlich -ein geschmeidiges Oel oder Fett, vermindert würde. - -=244. Warum= verbrennt man sich die Hände, wenn man sich schnell an -einem Seile herabläßt? - -=Weil= beim schnellen Herabgleiten an einem Seile eine heftige Reibung -zwischen den Händen und dem Seile stattfindet, und durch diese Reibung -Wärme erzeugt wird, die sich zu einem solchen Grade steigern kann, daß -sie nicht blos die Empfindung des Verbrennens, sondern auch wirkliche -Brandwunden an den Händen verursacht. Die Reibung und die dadurch -erzeugte Erwärmung ist um so heftiger, je schneller das Herabgleiten -geschieht, und je größer die Strecke ist, durch die man sich herabläßt. - -=245. Warum= wird frisch gebrannter Kalk heiß, wenn man ihn beim -Löschen mit Wasser besprengt? - -=Weil= das Wasser sich mit dem Kalk zu einem neuen Körper, dem -gelöschten Kalk, chemisch verbindet, und diese chemische Verbindung -Wärme erzeugt. Daß der Kalk das Wasser aufgenommen hat, läßt sich -durch seine Gewichtszunahme beweisen. Das Wasser ist dabei zugleich -verdichtet und fest geworden; denn der neue Körper ist staubig trocken. -Daß auch bei andern chemischen Verbindungen Wärme erzeugt wird, kann -man erfahren, wenn man Schwefelsäure mit Wasser mischt. Darum darf man, -wenn man sich mit Schwefelsäure beschüttet hat, dieselbe nicht sogleich -mit Wasser abwaschen, sondern muß sie vorher mit Wolle oder Papier -abtrocknen. Auch unsere eigene Körperwärme ist ein Erzeugniß chemischer -Prozesse, die durch unsere Athmung vermittelt werden. Jede Verbrennung, -die Hauptquelle unserer künstlichen Wärme, ist ein chemischer Prozeß. - -=246. Warum= geräth feuchtes Heu häufig in Brand? - -=Weil= in solchen feuchten Pflanzenstoffen allmählich eine Gährung -eintritt, welche die Pflanzenstoffe in eine schwarze, kohlenreiche -Masse verwandelt, in Folge dieser Gährung und Fäulniß aber diese Stoffe -sich erhitzen und dabei zugleich eine Menge von Kohlenwasserstoffgas -entwickeln, das in der porösen Masse sehr verdichtet wird. Da nun -Heu und ähnliche Pflanzenstoffe zugleich sehr schlechte Wärmeleiter -sind, d. h. die erzeugte Wärme nicht leicht abgeben, so kann sich -diese in ihrem Innern bis zu einem Grade steigern, bei welchem die -Entzündung der Stoffe möglich ist. Kann endlich frische Luft, also -Sauerstoff, hinzutreten, so muß die Entzündung erfolgen, da die -beiden Bedingungen der Verbrennung erfüllt sind: die zur Entzündung -erforderliche Temperatur und der freie Zutritt sauerstoffhaltiger -Luft. Wie feuchtes Heu, so können sich auch feuchte Sägespäne, Kleie, -Getreide, Dünger von selbst entzünden. Große Massen von gemahlenem -Kaffee und Cichorien, wenn sie dicht verpackt sind, ebenso große Massen -gepulverter Kohle, sind feuergefährlich, weil sie ihrer Porosität wegen -Luftarten einsaugen und in sich verdichten, durch diese Verdichtung -aber Wärme erzeugt wird. Fest zusammengepackte gefettete Wolle, fettige -Putzlappen, gepreßte wollene Tücher, die noch nicht durch das Walken -ihres Fettes beraubt sind, gefirnißte, fest auf einander gelegte Zeuge -erhitzen sich gleichfalls, da sie beim Trocknen Sauerstoff aufnehmen -und in sich verdichten. - -=247. Warum= wird durch den Hauch aus dem Munde oder durch den Wind ein -Licht ausgelöscht? - -=Weil= der brennende Theil des Lichtes durch den daran streichenden -kalten Luftstrom bis unter diejenige Temperatur abgekühlt wird, bei -welcher das Verbrennen allein noch möglich ist. Denn zum Verbrennen -eines Körpers gehört nicht nur ein freier Zutritt der Luft, sondern -auch ein gewisser Grad der Temperatur, der bei den verschiedenen -Körpern sehr verschieden, bei einigen, wie beim Phosphor, sehr niedrig, -bei andern, wie bei Holz, Kohlen, Coaks und den meisten Schwermetallen, -aber sehr hoch ist. - -=248. Warum= haben metallene Thee- und Kaffeekannen gewöhnlich hölzerne -Handgriffe? - -=Weil= das Metall ein zu guter Wärmeleiter ist und daher die Wärme -einer in das Gefäß gebrachten heißen Flüssigkeit sehr schnell und in -hohem Grade annimmt, während das Holz, als schlechter Wärmeleiter, die -Wärme nur in geringem Grade und sehr langsam annimmt, so daß uns ein -hölzerner Handgriff gestattet, die mit heißer Flüssigkeit gefüllte -Theekanne in die Hand zu nehmen. -- Man nennt nämlich diejenigen -Körper, welche die Wärme sehr gut aufnehmen und schnell fortleiten, -gute Wärmeleiter, die entgegengesetzten schlechte Wärmeleiter. Die -besten Wärmeleiter sind die Metalle, die schlechtesten Luft, Asche, -Federn, Wolle, überhaupt Haare. - -=249. Warum= kann man einen Draht nicht lange in die Lichtflamme -halten, ohne sich zu verbrennen, während man doch einen Fidibus ohne -Gefahr bis an die Finger abbrennen lassen kann? - -=Weil= das Metall ein sehr guter Wärmeleiter ist, und die durch die -Flamme erhitzten Theilchen des Drahtes daher ihre Wärme sehr bald den -nächsten, sie berührenden Theilchen mittheilen, so daß diese Wärme sehr -schnell bis zu dem in unserer Hand befindlichen Ende gelangt; während -in dem Papier, als einem sehr schlechten Wärmeleiter, die Wärme sich -sehr langsam von Theilchen zu Theilchen verbreitet, so daß sie noch -nicht zu unserer Hand gelangt ist, wenn die Flamme schon nahe daran ist. - -=250. Warum= verbrennt man sich leicht die Hand, wenn man dieselbe an -eine Säge hält, mit der soeben längere Zeit gesägt worden ist? - -=Weil= durch die starke Reibung beim Sägen eine bedeutende Wärmemenge -erzeugt wird, das Holz aber ein schlechter, das Metall dagegen ein -guter Wärmeleiter ist, und letzteres daher den größten Theil der -erzeugten Wärme in sich aufnimmt. Aehnliches findet überall statt, wo -ein metallener Gegenstand an einem hölzernen oder überhaupt an einem -schlechten Wärmeleiter gerieben wird. Wenn man eine Kupfermünze auf -dem Fußboden oder auf einem Stück Tuch reibt, so wird sie so heiß, daß -man die Finger wegziehen muß, während der Fußboden oder das Tuch nicht -merklich erhitzt ist. - -=251. Warum= kann man, wenn man sich die Hand mit Asche bestreut, eine -glühende Kohle hineinlegen, ohne daß man sich verbrennt? - -=Weil= die Asche, als ein äußerst schlechter Wärmeleiter, nur sehr -langsam die Wärme der Kohle aufnimmt und ebenso langsam an die Hand -abgiebt. Eben darum geben auch Oefen, in denen sich viel Asche -befindet, weniger Wärme ab, weil diese die Wärme des Feuers nur -wenig annimmt und in sehr geringem Grade fortleitet. Aus demselben -Grunde schützt man auch Gegenstände vor dem Verbrennen, indem man -die Zwischenräume zwischen den Doppelwänden der eisernen feuerfesten -Schränke mit Asche füllt. Auch Dampfröhren und Dampfkessel werden -zweckmäßig mit einem Mantel umgeben, dessen Füllung aus Asche, Lehm und -Haaren besteht, weil diese schlechtleitenden Stoffe das Entweichen der -Wärme verhindern. - -=252. Warum= können Schmiede glühende Kohlen auf ihre Hand legen und -sie einige Zeit darauf liegen lassen, ohne eine unangenehme Empfindung -zu haben? - -=Weil= die Hände dieser Leute gewöhnlich in Folge ihrer schweren Arbeit -an ihrer inneren Fläche mit einer harten hornartigen Haut überzogen -sind, das Horn aber als ein sehr schlechter Wärmeleiter nur langsam die -Hitze der glühenden Kohle zum empfindlichen Fleisch durchdringen läßt. - -=253. Warum= machen eiserne Oefen die Zimmer wärmer, mindestens -schneller warm, als thönerne? - -=Weil= Eisen ein besserer Wärmeleiter ist als Thon. Da nun das in dem -Ofen angezündete Feuer seine Wärme demselben mittheilt, und diese -Mittheilung desto schneller und in einem desto höhern Grade erfolgt, -aus je besseren Wärmeleitern der Ofen besteht, so muß ein eiserner Ofen -die Wärme schneller und in höherem Grade annehmen, als ein thönerner. -Ersterer wird aber aus demselben Grunde auch die erhaltene Wärme -schneller an die Luft des Zimmers abgeben und es daher wärmer machen; -freilich wird er auch wieder schneller erkalten, als letzterer. - -=254. Warum= giebt ein Ofen weniger Wärme von sich, wenn der Aufsatz -desselben voll Ruß ist? - -=Weil= der Ruß ein schlechter Wärmeleiter ist, die Wärme also nur -schwer annimmt und eben so schwer wieder an andere Körper abgiebt. -Bei der Erwärmung der Zimmer durch Oefen hängt aber alles davon ab, -daß die den Letzteren durch das Feuer mitgetheilte Wärme sich der -Luft des Zimmers mittheilt. Da nun dem Ofen wegen der geringeren -Wärmeleitungsfähigkeit des Rußes nur sehr langsam Wärme mitgetheilt -wird, so kann er auch das Zimmer nur wenig erwärmen. - -=255. Warum= werden Oefen gewöhnlich mit mehreren Zügen versehen? - -=Weil= die erhitzte Luft im Innern des Ofens desto mehr Wärme -mittheilen kann, je mehr sie Flächen findet, an die sie dieselbe -abgeben kann. Je mehr Züge aber ein Ofen hat, desto mehr bietet er -Flächen im Innern. Die heiße Luft im Ofen kann daher nicht durch den -Schornstein entweichen, ohne zuvor den größten Theil ihrer Wärme -verloren zu haben, die durch Vermittlung der Ofenwände dem Zimmer zu -Gute gekommen ist. - -=256. Warum= brennt ein Räucherkerzchen, auf ein hölzernes Brett -gesetzt, ganz aus, aber nicht, wenn man es auf eine Metallplatte stellt? - -=Weil=, wenn man das Räucherkerzchen auf eine Metallplatte stellt, -diese, als ein guter Wärmeleiter, dem brennenden Räucherkerzchen -schnell seine Wärme entzieht, so daß es verlöschen muß, weil ihm -zuletzt eine der zum Verbrennen nothwendigen Bedingungen, nämlich der -erforderliche Temperaturgrad, fehlt. Das hölzerne Brett ist dagegen ein -schlechter Wärmeleiter und entzieht daher dem Räucherkerzchen auch nur -sehr wenig Wärme, so daß es ungehindert ausbrennen kann. - -=257. Warum= schützt uns im kalten Winter das Pelzwerk gegen die Kälte? - -=Weil= das Pelzwerk, als einer der schlechtesten Wärmeleiter, nur sehr -langsam die Wärme annimmt und ebenso nur sehr wenig weiter leitet, -darum also auch die natürliche Wärme unserem Körper nicht entzieht. -Der Pelz wärmt nicht darum, weil er etwa selbst Wärme enthielte, -sondern nur darum, weil er unsere natürliche Körperwärme verhindert zu -entweichen. - -=258. Warum= giebt man Eisgruben hölzerne, mit Stroh bedeckte Wände und -Strohdächer? - -=Weil= hölzerne, mit Stroh bedeckte Wände, sowie Strohdächer sehr -schlechte Wärmeleiter sind und darum die Wärme der äußeren Luft und -der Sonnenstrahlen nur sehr langsam annehmen und in das Innere des -Eiskellers fortleiten. Statt der Strohwände kann man solche Eisbehälter -auch mit einer Kohlen- oder Aschenschicht umgeben, die ein noch -schlechterer Wärmeleiter ist. - -=259. Warum= halten Strohdächer im Sommer kühl, im Winter warm? - -=Weil= sie als schlechte Wärmeleiter im Sommer die äußere Wärme nur -langsam und in geringem Grade annehmen, und der von ihnen geschützte -Raum also auch nicht so erhitzt werden kann, als unter anderen Dächern; -während sie im Winter wieder weniger von der inneren Wärme des Hauses -in die äußere kalte Luft ableiten. Unter Zink- oder Bleidächern ist -es im Sommer sehr heiß, im Winter sehr kalt, weil Metalle zu gute -Wärmeleiter sind. - -=260. Warum= baut man in sehr kalten Gegenden die Häuser nicht aus -Stein, sondern aus Holz? - -=Weil= Holz, als schlechter Wärmeleiter, die innere Wärme des Hauses -nur langsam in die äußere Luft ableitet, Stein als besserer Wärmeleiter -aber viel schneller die inneren Räume ihrer Wärme beraubt. Sogar Eis -ist ein schlechterer Wärmeleiter als Stein, und die Eskimos bauen -daher ihre Winterwohnungen zum Schutze gegen die Kälte aus Eis. Auch -die Mitglieder der Nordpolexpeditionen, die in jenen eisigen Regionen -überwintern, umgeben ihr Schiff im Winter mit mächtigen Mauern von Eis -und Schnee. - -=261. Warum= werden im Winter die Zimmer wärmer erhalten, wenn man -dieselben durch Doppelfenster verwahrt? - -=Weil= die zwischen gut schließenden Doppelfenstern abgesperrte ruhige -Luftschicht, als ein sehr schlechter Wärmeleiter, die Wärme des Zimmers -nicht nach außen entweichen läßt. Unsere geheizten Zimmer werden im -Winter nur darum allmählich kalt, weil ihre Wärme sich mit der äußeren -kalten Luft allmählich ausgleicht, und zwar theils dadurch, daß Wände -und Fensterscheiben die Wärme nach außen mittheilen, theils dadurch, -daß die schwerere kalte Luft durch die Ritzen der Thüren und Fenster in -das Zimmer eindringt und die wärmere Luft verdrängt. - -=262. Warum= halten weite Kleider wärmer, als enganschließende? - -=Weil= die abgesperrte Luftschicht zwischen dem Körper und der -Bekleidung als ein sehr schlechter Wärmeleiter die natürliche -Körperwärme am Entweichen verhindert. Daß Federbetten wärmer halten -als wollene Decken, liegt auch mehr an der von ihnen eingeschlossenen -Luftschicht, als an der geringeren Leitungsfähigkeit der Federn oder -gar an der Dicke der Betten. - -=263. Warum= erfrieren die Saaten nicht, wenn sie mit Schnee bedeckt -sind? - -=Weil= der Schnee an sich als schlechter Wärmeleiter, noch mehr aber -durch die große Menge der in seinen Zwischenräumen eingeschlossenen -Luft eine hinreichende Wärmemenge in dem Boden zurückhält und -andererseits dem Einwirken der kalten Luft auf den Boden hinreichend -wehrt, um die Saaten vor dem Erfrieren zu schützen. - -=264. Warum= frieren wir in einem Bade von 15° R., während wir uns doch -in einer Luft von 15° Wärme sehr behaglich fühlen? - -=Weil= das Wasser ein weit besserer Wärmeleiter ist als die Luft und -daher unserem Körper sehr schnell Wärme entzieht, ein Wärmeverlust -unsers Körpers uns aber das Gefühl des Frierens erzeugt. - -=264~a~. Warum= scheinen manche Körper uns beim Anfühlen kälter zu sein -als andere? - -=Weil= bei der Berührung gute Wärmeleiter unserer Hand einen Theil -ihrer natürlichen Wärme entziehen und dadurch die Empfindung von Kälte -in derselben erzeugen, während schlechte Wärmeleiter nur sehr wenig -von der Wärme der Hand annehmen und ihr daher ihre natürliche Wärme -lassen, so daß kein Gefühl von Kälte in derselben entstehen kann. -Metalle fühlen sich daher gewöhnlich kälter an als Holz oder gar Wolle. -Sind aber gute und schlechte Wärmeleiter bis zu einem gewissen Grade -gleich stark erwärmt worden, etwa durch die heißen Sonnenstrahlen im -Sommer oder durch die Wärme eines Ofens, so fühlen sich auch die guten -Wärmeleiter heißer an als die schlechten, weil erstere ihre Wärme sehr -schnell an die Hand abgeben, letztere nicht. An metallenen Thürgriffen -können wir uns an heißen Sommertagen fast verbrennen, während Wolle -kaum merklich warm erscheint. - -=265. Warum= können Juwelenhändler bisweilen durch bloßes Anfühlen -ächte Steine von unächten unterscheiden? - -=Weil= Edelsteine bessere Wärmeleiter als unächte Steine sind, die -gewöhnlich aus Glas bestehen, die ersteren daher beim Anfühlen der Hand -etwas schneller die Wärme entziehen und das Gefühl von Kälte erzeugen, -als die letzteren. Doch dürfte jedenfalls eine große Uebung dazu -gehören, um auf diese Weise mit Sicherheit ächte und unächte Steine zu -unterscheiden, da der Unterschied in der Wärmeleitung nur ein geringer -ist. Besser erkennt man die verschiedene Wärmeleitung durch Anhauchen. -Edelsteine nehmen den Hauch oder Wasserniederschlag nicht nur schwerer -an, weil sie als bessere Wärmeleiter schneller warm werden, sondern -verlieren ihn auch schneller. - -=266. Warum= werden wir von einem kalten Winde so durchkältet? - -=Weil= die kalte Luft unserem Körper auf dem Wege der Mittheilung seine -natürliche Wärme entzieht und, da bei einem Winde immer neue kalte -Lufttheilchen an unsern Körper herandringen, diese Entziehung der Wärme -um so schneller erfolgt. Da der Wind unsere Kleider durchdringt, so -hebt er auch den Schutz auf, den diese Kleider uns theils als schlechte -Wärmeleiter, theils durch die eingeschlossene ruhige Luftschicht -gewähren. An einem Wintertage wird uns darum auch die Kälte weit -empfindlicher bei windigem Wetter, als bei Windstille, obgleich das -Thermometer denselben Kältegrad anzeigt. - -=267. Warum= wird ein Zimmer erwärmt, in dessen Ofen man Feuer gemacht -hat? - -=Weil= der Ofen die ihm durch das Feuer mitgetheilte Wärme nicht bloß -der ihn unmittelbar umgebenden Luftschicht mittheilt, sondern sie auch -in das ganze Zimmer ausstrahlt. Daß die Wärme sich nicht blos durch -Mittheilung oder Leitung von Lufttheilchen zu Lufttheilchen, sondern -auch durch Strahlung verbreitet, sehen wir daraus, daß sich das Gefühl -der Wärme sofort vermindert, wenn wir einen Schirm zwischen uns und den -Ofen bringen, der die strahlende Wärme von uns abhält. Auch die Sonne -strahlt ihre Wärme aus, und die Luft wird daher durch diese strahlende -Wärme wenig erwärmt, wie es uns die Kälte in großen Höhen beweist. -Ueberhaupt strahlen alle Körper ihre Wärme gegen minder warme aus. -Daher kommt es, daß die Gegenstände in einem Zimmer allmählich ihre -Wärme so ausgleichen, daß sie dieselbe Temperatur zeigen. - -=268. Warum= werden am Spalier gezogene Früchte gewöhnlich früher reif -als freistehend gezogene? - -=Weil= die Früchte am Spalier nicht bloß unmittelbar die Wärme der -Sonnenstrahlen empfangen, wie die freistehenden, sondern überdies noch -durch die von der Mauer zurückgeworfenen Strahlen erwärmt werden. -Wärmestrahlen werden ebenso zurückgeworfen wie Schallwellen. - -=269. Warum= kann man mit einem Brennglas Papier entzünden, wenn man -die Sonnenstrahlen senkrecht hindurchgehen läßt? - -=Weil= die erwärmenden Sonnenstrahlen, wenn sie durch das Brennglas -(eine auf beiden Seiten gewölbt oder convex geschliffene Glasplatte) -hindurchgehen, so in ihrer Richtung verändert werden, daß sie alle in -einem Punkte zusammentreffen und hier durch ihre vereinigte Wirkung -eine Hitze hervorbringen, die stark genug ist, Papier oder andere -leicht brennbare Gegenstände zu entzünden. - -=270. Warum= empfinden wir im Sommer die Hitze in schwarzen Kleidern -mehr als in weißen? - -=Weil= schwarze Kleider, wie überhaupt dunkelfarbige Körper, die von -der Sonne ausstrahlende Wärme leichter aufnehmen als weiße Kleider -oder überhaupt hellfarbige Körper, welche die Wärmestrahlen vielmehr -zurückwerfen. Hellfarbige Sommerkleider schützen uns daher vor der -Wirkung der Sonnenwärme. Dagegen wählt man zur Winterkleidung im Zimmer -besser dunkle Stoffe, welche die vom Ofen ausgestrahlte Wärme leichter -aufnehmen und dem Körper zuführen. Ebenso schmilzt mit Staub bedeckter -Schnee leichter als völlig reiner Schnee, und werden dunkle Mauern mehr -erwärmt als weiße. - -=271. Warum= kocht das Wasser in einem neuen Kessel nicht so schnell -wie in einem alten, mit Ruß bedeckten? - -=Weil= der neue Kessel blank ist, und die Wärme von blanken und hellen -Flächen stärker zurückgeworfen wird als von rauhen und dunklen. -Der neue Kessel wird auch nicht so schnell erwärmt und kann daher -auch nicht so viel Wärme an das Wasser abgeben. Darum erwärmen auch -schwarze eiserne Oefen mit vielen Verzierungen und rauhe dunkelfarbige -Kachelöfen die Zimmer leichter als helle und polirte Oefen. - -=272. Warum= halten sich Speisen in glasirten Porzellangefäßen länger -warm, als in rauhen oder gar berußten irdenen Gefäßen? - -=Weil= rauhe Körper zwar die Wärme von außen leichter aufnehmen und -gleichsam einsaugen, aber die eigene Wärme dafür auch wieder schneller -ausstrahlen. Darum heizen zwar rauhe und dunkle Oefen besser, aber -helle und glasirte Oefen halten sich länger warm. - -=273. Warum= ist es gewöhnlich gegen Morgen kälter als mitten in der -Nacht? - -=Weil= der Erdboden die am Tage durch die Sonnenstrahlen empfangene -Wärme in der Nacht allmählich wieder gegen den kalten Himmelsraum -ausstrahlt, gegen Morgen daher der Wärmeverlust größer sein muß als -in der Nacht. Ein dunkler und mit Pflanzen bedeckter Boden strahlt -natürlich auch wieder mehr Wärme aus als ein heller und kahler Boden. -Am stärksten ist die Wärmestrahlung des Bodens unter den Wendekreisen, -und wegen dieser bedeutenden Abkühlung ist es dort lebensgefährlich, -eine Nacht im Freien zu schlafen. - -[Illustration: Fig. 49.] - -=274. Warum= pflegt man bei bedecktem Himmel keine Nachtfröste zu -befürchten? - -=Weil= die vom Erdboden ausstrahlende Wärme von den Wolkenschichten zur -Erde zurückgeworfen wird, so daß eine starke Abkühlung des Bodens und -der unteren Luftschichten nicht statt finden kann. In sehr heiteren -Nächten sucht man daher in Weinbergen oft die Weinstöcke vor dem Frost -durch angezündete qualmende Feuer zu schützen, deren Rauchwolken -in ähnlicher Weise wie die Wolken wirken. Auch die Tannenzweige -oder Rohr- und Strohmatten, welche Gärtner über zarte Pflanzen -ausspannen, gewähren nur dadurch Schutz, daß sie eine Rückstrahlung der -ausgestrahlten Wärme bewirken. - -=275. Warum= läßt sich Wasser schwerer erwärmen als Oel, warum behält -es aber auch dafür seine Wärme länger als Oel? - -=Weil= das Wasser eine größere Fähigkeit hat, Wärme in sich aufzunehmen -als das Oel, und darum auch einer größeren Wärmemenge bedarf, um -denselben Temperaturgrad zu erreichen, ebenso aber auch viel mehr -Wärme abgeben muß, um auf denselben Temperaturgrad herabzusinken. -Man nennt diese verschiedene Fähigkeit der Körper, Wärme zu binden, -Wärmecapacität. So ist die Wärmecapacität des Eisens doppelt so groß -als die des Zinnes, und Zinn läßt sich darum zwar schneller erwärmen -als Eisen, erkaltet aber auch schneller. Ferner ist die Wärmecapacität -des Wassers fast 4mal so groß als die des Erdbodens, und es erklärt -sich daraus, daß der Erdboden viel schneller von den Sonnenstrahlen -erwärmt wird, aber auch ebensoviel schneller durch kalte Winde -und nächtliche Ausstrahlung seine Wärme verliert, als die großen -Wasserflächen der Erde. - -=276. Warum= wird weniger Schnee durch ein Pfund Blei geschmolzen, das -man auf 80° R. erhitzt hat, als durch ein Pfund Wasser von derselben -Temperatur? - -=Weil= das Blei eine bedeutend geringere Wärmecapacität besitzt als das -Wasser, daher eine bedeutend größere Menge Blei als Wasser erforderlich -ist, um dieselbe Wärmemenge aufzunehmen oder wieder abzugeben. 1 Pfund -Blei von 80° R. würde nur etwas über 18 Gramm Schnee zu schmelzen im -Stande sein, während 1 Pfund Wasser von 80° R. fast 630 Gramm Schnee -schmelzen würde. Deshalb wird auch 1 Pfund Wasser von 0° durch 1 Pfund -Blei von 80° R. nur auf 2½° R. erwärmt, während 1 Pfund Wasser von 0°, -welches man mit 1 Pfund Wasser von 80° R. mischt, eine Temperatur von -40° annimmt. - - - - -Ausdehnung der Körper durch Wärme. - - - Die wichtigste Wirkung der Wärme ist die Ausdehnung. Alle - Körper dehnen sich in der Wärme aus und ziehen sich in der - Kälte zusammen. Wenn indeß feuchter Thon in der Hitze sich - zusammenzieht oder schwindet, so ist das nur eine scheinbare - Ausnahme, da er durch die Hitze das Wasser verliert, welches - ihm seine größere Ausdehnung gab. Nur das Wasser macht eine - wirkliche Ausnahme. Bei einer Temperatur von 3° R. hat es - seine größte Dichtigkeit; von da ab dehnt es sich sowohl bei - weiterer Erwärmung als bei weiterer Abkühlung immerfort aus. Im - Augenblicke des Gefrierens besitzt es etwa dieselbe Ausdehnung, - wie bei der Temperatur von 6½° R. Auch beim Gefrieren - dehnt sich das Wasser aus; das Eis hat also ein geringeres - specifisches Gewicht als das Wasser oder ist leichter als - dasselbe und schwimmt daher auf dem Wasser. - - [Illustration: Fig. 50.] - - Die Ausdehnung der Körper durch die Wärme wird zur Messung der - Wärme benutzt, und zwar bedient man sich dazu besonders solcher - Körper, welche sich durch eine gewisse Gleichförmigkeit der - Ausdehnung auszeichnen, vor Allem des Quecksilbers, aber auch - des Weingeistes, der Luft und bisweilen sogar der Metalle. - Das gewöhnlichste Instrument zur Messung der Wärme ist das - Thermometer. Es besteht aus einer engen gläsernen Röhre, welche - unten in eine Kugel ausläuft. Diese Röhre wird mit Quecksilber - oder Weingeist gefüllt und, nachdem durch Erhitzen die Luft - ausgetrieben ist, oben zugeschmolzen. An dieser Röhre befindet - sich eine Gradeintheilung oder Skala. Auf dieser wird zunächst - der Punkt bestimmt, bis zu welchem das Quecksilber in der - Röhre sich bei der Temperatur des siedenden Wassers ausdehnt, - ebenso derjenige Punkt, an welchem das Quecksilber bei der - Temperatur des gefrierenden Wassers steht. Der erstere heißt - der Siedepunkt, der letztere der Eispunkt oder Gefrierpunkt. - Der Zwischenraum zwischen beiden Punkten wird bei dem - _Réaumur_'schen Thermometer in 80, bei dem _Celsius_'schen in - 100 gleiche Theile oder Grade eingetheilt. Der Gefrierpunkt ist - zugleich der Nullpunkt. Bei dem _Fahrenheit_'schen Thermometer - wird der Nullpunkt durch eine Temperatur bezeichnet, welche - durch eine künstliche Kältemischung von Schnee und Salmiak - erzeugt wird. Dieser künstliche Eispunkt liegt 14-2/9 - _Réaumur_'sche Grade tiefer als der natürliche Gefrierpunkt. - Der Zwischenraum zwischen diesem künstlichen Eispunkt und dem - Siedepunkt ist beim _Fahrenheit_'schen Thermometer in 212 - Grade eingetheilt. Der natürliche Gefrierpunkt liegt also - hier bei 32 Grad. -- Das erste Thermometer soll der Holländer - _Cornelius Drebbel_ gegen das Jahr 1630 erfunden haben; doch - war es noch sehr unvollkommen und maß die Temperatur nur durch - die Ausdehnung der Luft, welche das Steigen und Fallen einer - rothgefärbten Flüssigkeit im untern Theile der Röhre bewirkte. - Die gegenwärtige Einrichtung erhielt das Thermometer erst durch - die Akademie von Florenz, die zuerst eine Füllung mit Weingeist - anwandte. Die jetzigen festen Punkte wurden von _Fahrenheit_ in - Danzig (1709) und _Réaumur_ (1730) eingeführt. Der Gebrauch des - Quecksilbers für das Thermometer rührt von _Fahrenheit_ (1714), - die hunderttheilige Skala von _Celsius_ in Upsala (1742) her. - -=277. Warum= läßt sich ein eiserner Topf, den man kalt gerade noch -durch eine Ofenthür schieben konnte, wenn er heiß geworden, nicht -wieder herausziehen? - -=Weil= das Eisen sich durch die Wirkung der Wärme ausgedehnt, der heiße -Topf daher einen weit größeren Inhalt und größere Höhe angenommen hat -als vorher. Aus demselben Grunde füllen Plättbolzen rothglühend die -Plätteisen fast ganz aus, während sie kalt sich darin hin und her -schütteln ließen. - -=278. Warum= legt der Schmied den eisernen Wagenreif glühend um das Rad? - -=Weil= der eiserne Reif im glühenden Zustande ausgedehnt ist und, wenn -er so an das Rad befestigt wird, sich beim Erkalten zusammenziehen und -daher fest an das Rad anschließen muß. Dagegen schlägt der Schmied -die Nägel kalt in das heiße Eisen, weil sie, heiß eingeschlagen, nach -dem Erkalten ihren Raum nicht mehr ganz ausfüllen und daher leicht -herausfallen würden. - -=279. Warum= zerspringt ein Glas, wenn man plötzlich heißes Wasser -hineingießt, oder wenn man es auf einen heißen Ofen setzt? - -=Weil= das Glas in Folge der Erwärmung sich ausdehnt, diese Ausdehnung -aber eine sehr ungleichmäßige ist, da der Boden des Glases beim -Hineingießen heißen Wassers oder bei der Erwärmung des Glases von unten -stärker und schneller erwärmt wird als die Seitenwände. Da das Glas -aber ein sehr spröder Körper ist, dessen Theile starke Verschiebungen -nicht ertragen, so muß es zerspringen. Wenn man ein Glas auf einen -heißen Ofen stellt, so kann man es vor dem Springen dadurch schützen, -daß man ein Blatt Papier unterlegt, da das Papier als schlechter -Wärmeleiter die zu schnelle Mittheilung der Ofenwärme an den Boden des -Glases verhindert. - -=280. Warum= bekommen Steinplatten, die durch eiserne Klammern -zusammengehalten sind, bei strenger Kälte nicht selten Risse? - -=Weil= die eisernen Klammern sich in der Kälte stark zusammenziehen -und, wenn sie sehr fest eingelassen sind und daher keinen Spielraum -haben, die Steinplatten mit sich ziehen und gewaltsam zerreißen. - -=281. Warum= darf man bei Zinkbedachung die Platten nicht -zusammenlöthen oder nieten? - -=Weil= die Zinkplatten in der Wärme sich ausdehnen, wenn sie aber an -einander befestigt sind, in Folge ihrer Ausdehnung sich verwerfen -und krümmen müssen. Ihre Zusammenziehung in der Kälte würde sogar -ihre Zerreißung zur Folge haben. Man pflegt daher diese Platten nur -zu falzen, d. h. mit den umgebogenen Rändern an einander zu haken, -damit sie sich ungehindert ausdehnen und zusammenziehen können. -Eisenbahnschienen, die so dicht an einander gelegt sind, daß sie mit -ihren Enden an einander stoßen, krümmen oder werfen sich gleichfalls in -der Hitze. - -[Illustration: Fig. 51.] - -=282. Warum= pflegt man bei sehr feinen Pendeluhren die Pendelstange -aus verschiedenen, zum Theil an einander gelötheten Metallstäben -zusammenzusetzen? (Fig. 51.) - -=Weil= in Folge der Ausdehnung durch die Wärme die Pendelstange bald -verlängert, bald verkürzt werden würde, von der Länge des Pendels aber -die Dauer der Schwingungen abhängt; weil es jedoch bei der Anwendung -verschiedener Metalle durch ihre verschiedene Ausdehnung möglich wird, -die Verschiebungen des Schwingungsmittelpunkts so auszugleichen, daß -das Pendel beständig eine gleiche Länge behauptet. Man nennt eine -solche Einrichtung eine Compensation. Gewöhnlich benutzt man dazu eine -Verbindung von Zink- und Stahlstäben, deren Ausdehnungen bei gleicher -Temperaturerhöhung sich nahezu wie 18 : 7 verhalten. Die Pendelstange -trägt dann an ihrem oberen Theile ein stählernes Querstück, an dessen -Enden zwei Stahlstäbe (~e~) befestigt sind, die unten wieder an zwei -Querstücken mit zwei aufwärts gerichteten Zinkstäben (~z~) verbunden -sind, an deren oberem Querstück die eigentliche stählerne Pendelstange -(~E~) hängt. Wenn sich nun diese mittlere Pendelstange durch die Wärme -nach unten verlängert, dehnen sich die Zinkstäbe gleichzeitig fast -dreimal so stark aus und heben das Querstück, an welchem sie befestigt -sind, und damit auch die Pendelstange wieder nach oben. Damit aber -diese Hebung nicht zu groß werde, dehnen sich wieder die seitlichen -Stahlstäbe nach unten aus, und es ist leicht zu begreifen, daß bei -richtig gewählter Länge dieser Stäbe die Hebungen und Senkungen -derselben in Folge der Wärme in ihren Wirkungen einander völlig -vernichten können. Auch bei der Unruhe der Taschenuhren wendet man -bisweilen eine solche Compensation an, indem man den Schwungring aus -feinen Stahl- und Messinglamellen zusammensetzt. - -=283. Warum= springen Gefäße, in denen Wasser gefriert? - -=Weil= das Wasser sich beim Gefrieren sehr stark ausdehnt, während -das Gefäß sich nicht erweitert, das gefrorene Wasser aber als fester -Körper sich nicht mehr durch Ausfließen einen größeren Raum verschaffen -kann und daher die Wände des Gefäßes sprengen muß. Die Kraft des -gefrierenden Wassers in Folge seiner Ausdehnung ist so groß, daß es -selbst Felsen und eiserne Bomben sprengt. - -=284. Warum= frieren unsere stehenden Gewässer (Teiche und Seen) nicht -bis auf den Grund aus? - -=Weil= das Wasser, wenn es sich bis zu 3° R. abgekühlt hat, seine -größte Dichtigkeit besitzt, also am schwersten ist, bei weiterer -Abkühlung daher leichter wird, so daß sich das kältere Wasser an die -Oberfläche lagert und gefriert und nun eine schützende Eisdecke über -dem Wasser bildet, welche ein zu weites Eindringen der Kälte in die -Tiefe verhindert. Besäße das Wasser diese Eigenthümlichkeit nicht, -nähme seine Dichtigkeit vielmehr bis zum Gefrierpunkte zu, so würden -allerdings diese Gewässer völlig ausfrieren. Es würde dann die oberste -abgekühlte und schwerer gewordene Wasserschicht zu Boden sinken, und -dieses Auf- und Absteigen des Wassers würde fortdauern, bis die ganze -Wassermasse auf den Gefrierpunkt erkaltet wäre. So hat aber dieses Auf- -und Niedersteigen des Wassers bereits ein Ende, sobald die Wassermasse -auf 3° R. erkaltet ist, und das Gefrieren kann daher nur an der -Oberfläche stattfinden. - -=285. Warum= laufen Gefäße über, die mit einer Flüssigkeit bis nahe an -den Rand gefüllt sind, sobald sie erwärmt werden? - -=Weil= die Flüssigkeit in Folge der Wärme sich ausdehnt und, da das -Gefäß ihr nicht gestattet, einen größeren Raum einzunehmen, über den -Rand desselben hinausgetrieben wird. Nimmt man das Gefäß vom Feuer, so -sinkt die sich abkühlende Flüssigkeit wieder, weil sie sich in einen -kleineren Raum zusammenzieht. - -=286. Warum= steigt das Thermometer in der Wärme und fällt in der Kälte? - -=Weil= das in der Röhre des Thermometers enthaltene Quecksilber, -wie jeder andere Körper, sich bei zunehmender Wärme ausdehnt, bei -abnehmender Wärme zusammenzieht und daher im ersteren Falle einen -größeren, im letzteren einen kleineren Raum einnimmt. Wenn aber das -Quecksilber in der Wärme einen größeren Raum einnimmt, so muß es auch -in einer engen Röhre höher stehen. Andere Flüssigkeiten thun zwar -dasselbe, doch ist ihre Ausdehnung bei verschiedenen Temperaturgraden -nicht eine so gleichmäßige, wie die des Quecksilbers. - -=287. Warum= springen Kastanien, wenn man sie nicht vorher -aufgeschlitzt hat, mit einem heftigen Knalle auf, sobald sie auf -glühende Kohlen oder heiße Asche gelegt werden? - -=Weil= die unter der Schale eingesperrte Luft, durch die Hitze -ausgedehnt, sich einen Ausgang zu bahnen strebt und daher die Schale, -die sie daran hindert, gewaltsam sprengt. War dagegen die Schale vorher -aufgeschlitzt, so kann die ausgedehnte Luft ungehindert entweichen. - -=288. Warum= springen Feuerfunken mit heftigem Knistern von brennenden -Holzscheiten weg? - -=Weil= die in den Poren des Holzes enthaltene Luft, durch die Hitze -stark ausgedehnt, mit Heftigkeit herausdringt und Theilchen des Holzes, -die ihr den Weg versperren, fortschleudert. - -=289. Warum= schwillt eine fest zugebundene, jedoch äußerst schlaffe -und viele Falten enthaltende Blase auf und wird ganz straff, wenn wir -sie auf einen warmen Ofen legen? - -=Weil= die in der Blase enthaltene Luft durch die Wärme des Ofens -so stark ausgedehnt wird, daß sie den ganzen, ihr durch die -zusammengebundene Blase gebotenen Raum auszufüllen sucht. Die Blase muß -darum dem durch die ausgedehnte Luft ausgeübten Drucke nachgeben und -sich ausspannen. - -=290. Warum= haftet ein Trinkglas mit gut geschliffenem Rande, das man -eine Zeit lang über eine Lichtflamme gehalten und dann schnell mit der -Oeffnung auf die Hand gestellt hat, so fest auf derselben, daß es sich -nur mit Mühe wieder abreißen läßt? - -=Weil= durch die Hitze der Lichtflamme die in dem Glase befindliche -Luft ausgedehnt und zum Theil ausgetrieben, die darin zurückgebliebene -Luft daher sehr verdünnt ist, so daß der Druck der äußeren dichteren -Luft auf das Glas nun stärker ist als der Gegendruck der inneren -Luft. Da die Hand den Zutritt der äußeren Luft verhindert, so muß man -diesen ganzen äußeren Luftdruck überwinden, um das Glas loszureißen. -In ähnlicher Weise werden auch die Schröpfköpfe (gewöhnlich kleine -Glasglocken) über einer Flamme erwärmt und dann schnell auf die Haut -gestülpt, damit, wenn die verdünnte Luft in ihnen erkaltet und sich -zusammenzieht, ein leerer Raum entsteht und in Folge dessen das Blut -aus den zuvor in die Haut gemachten Einschnitten gesogen wird. - -=291. Warum= steigt der Rauch eines angezündeten Feuers in die Höhe? - -=Weil= die das Feuer umgebende Luft durch die Hitze ausgedehnt und -verdünnt wird und daher wegen ihrer größeren Leichtigkeit aufwärts -steigt, wobei sie den Rauch mit sich fortreißt, obgleich derselbe -Bestandtheile enthält, wie die feinen Kohlentheilchen, die specifisch -schwerer sind als die Luft. - -=292. Warum= ist es an der Decke eines geheizten Zimmers immer wärmer, -als auf dem Fußboden desselben? - -=Weil= die erwärmte Luft zugleich ausgedehnt und darum specifisch -leichter geworden ist als die kältere und darum dichtere Luft, sich -deshalb auch über derselben lagern und so den oberen Theil des Zimmers -einnehmen muß, während die kältere Luft den unteren Raum erfüllt. Zwei -verschieden warme, also verschieden dichte Luftschichten verhalten sich -ebenso wie zwei Flüssigkeiten von verschiedenem specifischen Gewicht, -die man in ein Gefäß zusammenschüttet; die leichtere Luftschicht lagert -sich über der schwereren. - -[Illustration: Fig. 52.] - -=293. Warum= dreht sich eine kleine aus Papier verfertigte Schlange, -wenn man sie auf die Spitze eines Drahtes oder einer Stricknadel hängt, -die unten in ein Brettchen oder einen Kork befestigt ist, und sie dann -in die Nähe des geheizten Ofens oder über eine Lichtflamme hält? - -=Weil= die Luft in der Nähe des Ofens oder der Lichtflamme durch -die Wärme ausgedehnt wird und darum beständig emporsteigt, dieser -aufsteigende Luftstrom aber auf die leicht bewegliche Papierschlange -stößt und sie nun ebenso in eine drehende Bewegung versetzt, wie der -Wind die Windmühlenflügel dreht. - -[Illustration: Fig. 53.] - -=294. Warum= brennt eine Lampe besser, wenn sie mit einem Cylinder -versehen ist, als ohne einen solchen? - -=Weil= durch die in dem Cylinder aufsteigende erwärmte Luft ein Luftzug -entsteht, durch welchen der Flamme von unten her beständig neue kalte -Luft zugeführt wird, welche durch ihren Sauerstoff die Verbrennung -fördert. Die in dem Cylinder enthaltene erwärmte und darum ausgedehnte -Luft bildet nämlich eine Luftsäule von geringerem specifischem -Gewicht, die aber äußerlich ringsum von einer gleichhohen Luftsäule -umgeben ist, welche wegen ihrer niedrigeren Temperatur ein größeres -specifisches Gewicht hat. Wegen der allseitigen Fortpflanzung des -Luftdrucks übt diese äußere Luftsäule von unten her einen Druck auf -die im Cylinder befindliche Luft aus, strömt unten ein und treibt die -erwärmte Luft in die Höhe. Je höher der Cylinder, desto größer ist -auch der Druck der äußeren Luftsäule und desto lebhafter der Luftzug. -Was der Cylinder bei den Lampen, ist der Schornstein bei unsern Oefen -und Feuerungen aller Art. Große Feuerungen in Fabriken brauchen -darum auch sehr hohe Schornsteine. Zu weite Schornsteine bringen -nicht hinreichenden Zug hervor, da die große, von ihnen umschlossene -Luftmasse zu schwach erwärmt wird und darum der Unterschied zwischen -ihrem specifischen Gewicht und dem der äußeren Luft zu unbedeutend ist. -Zu enge Schornsteine haben den Nachtheil, daß die hindurchziehende -Luftmasse nicht hinreicht zur Unterhaltung des Feuers. - -=295. Warum= wird die Flamme eines brennenden Lichtes, welches man oben -an die geöffnete Thür eines geheizten Zimmers hält, lebhaft nach außen -geblasen, während sie nach innen hineingeweht wird, wenn man das Licht -unten nahe am Fußboden an die geöffnete Thür bringt? - -=Weil= bei geöffneter Thür die äußere kalte und darum dichtere Luft -vermöge ihres größeren specifischen Gewichts unten in den erwärmten -Raum eintritt, sich darin bis zur gegenüberliegenden Wand ausbreitet -und dadurch einen Theil der erwärmten, also ausgedehnten und darum -leichteren Zimmerluft emportreibt und längs der Decke zur oberen -Thüröffnung hinausschiebt. In jedem geheizten Zimmer, in welches durch -irgend eine Oeffnung von außen her die kältere Luft eintreten kann, -findet also ein beständiger Kreislauf der Luft statt, indem die Luft -unten der erwärmten Stelle zuströmt, oben von ihr hinwegzieht. Dieser -Kreislauf ist für bewohnte Räume sehr wichtig, da er einen beständigen -Ersatz der verbrauchten und für die Athmung untauglich gewordenen Luft -durch frische bewirkt. - -=296. Warum= weht an Meeresküsten regelmäßig am Tage der Wind vom Meere -her, in der Nacht dagegen vom Lande gegen das Meer hin? - -=Weil= das Land am Tage stärker erwärmt wird als das Meer, die stärker -erwärmte Luft über dem Lande daher aufwärts steigt, und die kühlere, -dichtere Seeluft nun nach dem Lande strömen muß, um das Gleichgewicht -herzustellen; während in der Nacht das Land sich vermöge seiner -stärkeren Ausstrahlung schneller abkühlt als das Meer, und die Luft -daher umgekehrt über dem Meere wärmer und leichter ist und in Folge -dessen aufsteigt, die kältere und schwerere Landluft aber nun dem Meere -zuströmen muß. Einen ähnlichen Wechsel der Luftströmungen beobachtet -man auch in den meisten Gebirgsgegenden, namentlich am Ausgange großer -Thäler. Die Sonne erwärmt nämlich am Tage die Berge mehr als die -Ebenen, in welche die Thäler münden, und die erwärmte Luft steigt auf, -während die kühlere Luft aus der Ebene einströmt. In der Nacht dagegen -kühlen sich die Berge stärker ab als die Ebenen, und die kältere Luft -strömt von den Bergen herab. Auf solchen Unterschieden der Erwärmung -beruht auch das Entstehen der Winde im Großen. Die in den Polargegenden -erkaltete schwere Luft strömt gegen die erwärmten Gegenden des -Aequators hin, während die erwärmte Luft von hier aufsteigt und -gegen die Pole hinströmt. Dabei verändert die Umdrehung der Erde -ihre Richtung; die kalten Polarströme bleiben etwas nach Westen -zurück, während die warmen Aequatorialströme nach Osten voraneilen. -Jene verursachen die bekannten Nordost- und Südostpassate, diese die -Südwest- und Nordwestwinde. - -=297. Warum= kocht das Wasser in einem Topfe leichter, wenn man ihn -_über_ ein Feuer stellt, als wenn man ihn _an_ ein Feuer stellt? - -=Weil= das Wasser als schlechter Wärmeleiter nur langsam die Wärme von -Theilchen zu Theilchen mittheilen kann, in einem Topfe, der am Feuer -steht, daher das Wasser am Boden noch lau geblieben sein kann, während -es an der Oberfläche fast kocht. Wenn aber das Wasser von unten her -erwärmt wird, so steigen die erwärmten und darum leichter gewordenen -Wassertheilchen aufwärts, während die kälteren und schwereren -hinabsinken und nun gleichfalls erwärmt werden können. Es entsteht -daher eine Kreisbewegung der Flüssigkeit, welche die gleichmäßige -Erwärmung der ganzen Wassermasse herbeiführt. - - - - -Die Veränderung der Aggregatzustände der Körper durch die Wärme. - - - Eine wichtige Wirkung der Wärme ist die Veränderung der - Aggregatzustände der Körper. Feste Körper werden durch die - Wärme in flüssige, flüssige Körper in luftförmige verwandelt. - Das Uebergehen aus dem festen in den flüssigen Zustand nennt - man Schmelzen, das Uebergehen aus dem flüssigen in den - luftförmigen Zustand Sieden oder Kochen. Diese Uebergänge - finden bei jedem Körper bei ganz bestimmten Temperaturen - statt, die man ihren Schmelzpunkt und ihren Siedepunkt nennt. - Wenn man einen schmelzbaren Körper erhitzt, so steigt seine - Temperatur so lange, bis er seinen Schmelzpunkt erreicht - hat; dann aber bleibt dieselbe unverändert, bis er ganz - flüssig geworden ist. Weil nun die während des Schmelzens - zuströmende Wärme keine Temperaturerhöhung bewirkt, so sagt - man: diese Wärme wird _gebunden_. Wenn der flüssige Körper in - Folge der Temperaturerniedrigung wieder fest wird, so wird - die beim Flüssigwerden gebundene Wärme wieder _frei_. Auch - beim Sieden wird Wärme gebunden, die bei der Rückkehr in den - flüssigen Zustand wieder frei wird. Wenn eine Flüssigkeit in - den luftförmigen Zustand übergeht, so bildet sie den _Dampf_. - Die Dampfbildung findet aber nicht allein bei der Temperatur - des Siedepunktes statt, welche allerdings nothwendig ist, - wenn die ganze Masse einer Flüssigkeit bis in ihr Inneres - luftförmig werden soll, sondern sie geht an der mit der Luft - in Berührung stehenden Oberfläche auch bei jeder Temperatur - vor sich. Eine solche Dampfbildung bei niedriger Temperatur - nennt man _Verdunstung_. Der Dampf hat, wie jede Luftart, das - Bestreben, sich auszudehnen, und dieses Bestreben nennt man - seine Spannkraft oder Expansion. Die Spannkraft des Dampfes ist - um so größer, je größer seine Dichtigkeit ist, oder je stärker - er bei derselben Dichtigkeit erwärmt wird. - -=298. Warum= kann man Blei über einer Lampe schmelzen, Eisen aber nicht? - -=Weil= jeder Körper, um zu schmelzen, d. h. um aus dem festen in den -flüssigen Zustand überzugehen, einer ganz bestimmten Temperatur bedarf, -das Eisen aber eine weit höhere Temperatur, nämlich mindestens 1200° -R., erfordert als das Blei, das schon bei 267° R. schmilzt. Die Flamme -einer Lampe vermag aber eine so hohe Temperatur, die dem Schmelzpunkte -des Eisens entspricht, nicht zu gewähren, da die darin stattfindende -Verbrennung nicht bedeutend genug ist, und überdies die umgebende Luft -einen großen Theil der Wärme entführt. -- Jedes Metall hat seinen -bestimmten Schmelzpunkt; das Kupfer schmilzt bei 840°, das Silber -bei 800°, das Zinn bei 188° R. Es giebt sogar eine Metallmischung, -aus 2 Theilen Wismuth, 1 Theil Blei und 1 Theil Zinn bereitet, die -schon unter der Temperatur des siedenden Wassers, nämlich bei 75° R. -schmilzt. Manche Körper sind schon bei sehr niederen Temperaturen -flüssig, der Schwefel bei 88°, das Wachs bei 49°, das Eis bei 0°, -und Terpentinöl kann sogar bis -8°, Quecksilber bis -31° R. erkältet -werden, ohne den flüssigen Zustand zu verlieren. - -=299. Warum= bleibt im Frühjahr die Luft kühl, so lange noch Eis und -Schnee schmelzen? - -=Weil= beim Schmelzen des Eises, wie beim Schmelzen jedes Körpers -überhaupt, Wärme verbraucht oder gebunden wird, diese Wärme aber der -Luft entzogen werden muß, deren Temperatur dadurch erniedrigt wird. Daß -beim Schmelzen Wärme gebunden wird, davon kann man sich überzeugen, -wenn man neben einander auf einen heißen Ofen einen Topf mit 1 Pfund -Schnee und einen anderen mit 1 Pfund Schneewasser von 0° Temperatur -stellt. Sobald der Schnee vollständig geschmolzen ist, wird man die -Temperatur des entstandenen Wassers nur zu 0° finden, während in dem -anderen Topfe das Wasser sich in derselben Zeit auf 64° R. erhöht hat. -Da aber beide Töpfe die Wärme vom Ofen empfangen haben, so müssen die -in dem einen Topfe fehlenden 64° Wärme in dem Schneewasser stecken, -also von dem schmelzenden Schnee verschluckt oder gebunden worden sein. - -=300. Warum= gefriert im warmen Zimmer ein zinnerner Teller an den -Tisch fest, wenn man Wasser auf den Tisch gießt, den Teller darauf -setzt und Schnee oder gestoßenes Eis mit Kochsalz gemischt auf den -Teller legt? - -=Weil= durch den schmelzenden Schnee auch das Kochsalz gelöst oder in -den flüssigen Zustand übergeführt wird, das Kochsalz aber, wie jeder -Körper, wenn er aus dem festen in den flüssigen Zustand übergeht, -Wärme dazu verbraucht, die er, wie man sagt, bindet, und die er seiner -Umgebung entziehen muß. Da nun der zinnerne Teller ein sehr guter -Wärmeleiter ist, so erstreckt sich diese Wärmeentziehung auch auf das -Wasser unter dem Teller. Durch die Wärmeentziehung wird aber Kälte -hervorgebracht, und in Folge dieser Kälte gefriert das Wasser unter -dem Teller. Eine noch weit stärkere Kälte als durch diese Mischung -von Salz und Schnee kann man durch eine Mischung von 6 Theilen -Glaubersalz und 4 Theilen Salzsäure, oder von 5 Theilen Salmiak, 5 -Theilen Salpeter und 10 Theilen Wasser bewirken. Eine außerordentliche -Temperaturerniedrigung bis zu -24° R. kann man durch eine Mischung von -Schnee mit verdünnter Schwefelsäure erreichen, auch durch Mischen von 3 -Theilen krystallisirtem Chlorcalcium und 2 Theilen Schnee oder Eis. - -=301. Warum= pflegt im Winter die Kälte bei Schneefall gelinder zu -werden? - -=Weil= bei der Schneebildung, also bei dem Uebergange des in der Luft -enthaltenen Wassers in den festen Zustand, wie beim Uebergange jedes -flüssigen Körpers in den festen Zustand, diejenige Wärmemenge wieder -frei wird, welche beim Schmelzen des festen Körpers gebunden wurde. -Deshalb kann man auch wohl zarte Pflanzen gegen Nachtfröste schützen, -wenn man Wasser in flachen Gefäßen in ihre Nähe stellt und gefrieren -läßt. Die beim Gefrieren des Wassers frei werdende Wärme schützt die -Pflanzen. - -=302. Warum= thauen gefrorene Kartoffeln auf, wenn man sie in kaltes -Wasser legt? - -=Weil= das Wasser, auch wenn es eiskalt ist, noch Wärme abgeben muß, -um zu gefrieren, und die beim Gefrieren des Wassers frei werdende -Wärme von den Kartoffeln aufgenommen wird und das Aufthauen derselben -bewirkt. Ebenso thaut auch eine Flasche mit gefrorenem Wein auf, wenn -man sie in eiskaltes Wasser stellt, während sich die Flasche äußerlich -mit Eis überzieht. Hier kommt noch dazu, daß der Wein eines noch viel -höheren Kältegrades zum Gefrieren bedarf, als das Wasser, und daher dem -Wasser noch weit mehr Wärme entzieht. - -=303. Warum= trocknet feuchte Wäsche an der Luft? - -=Weil= das Wasser, welches in der feuchten Wäsche vertheilt ist, -mit der Luft in Berührung verdunstet, die feuchtgewordene Luft aber -beständig durch neue trockne Luftschichten ersetzt wird, und daher -immer neue Luft mit dem verdunstenden Wasser in Berührung kommt. Da -dieser Wechsel der Luftschichten am schnellsten bei bewegter Luft -geschieht, so trocknet Wäsche auch im Winde am schnellsten. - -=304. Warum= hängt man die Wäsche zum Trocknen auf? - -=Weil= die Verdunstung nur an der Oberfläche vor sich geht, also um so -schneller erfolgen muß, eine je größere Oberfläche der Luft dargeboten -wird. Zusammengelegte Wäsche kann nur sehr langsam trocknen, weil die -Feuchtigkeit erst allmählich an die Oberfläche treten kann, nachdem an -dieser die vorhandene Feuchtigkeit verdunstet ist. - -=305. Warum= trocknet die Wäsche an feuchten Herbsttagen oft gar nicht? - -=Weil= an solchen Tagen die Luft selbst schon Wasserdampf enthält und -zwar bisweilen so viel, daß sie keinen mehr aufnehmen kann. Die Luft -kann nämlich bei einer bestimmten Temperatur nur eine ganz bestimmte -Menge von Wasserdampf in sich aufnehmen. Enthält sie diese Menge, so -ist sie gesättigt. In trockner Luft trocknet daher die Wäsche auch -besser als in feuchter. Ebenso trocknet sie auch besser in warmer Luft -als in kalter, da die warme Luft mehr Wasserdampf aufnehmen kann als -die kalte, also nicht so schnell gesättigt wird. Daß aber selbst bei -großer Kälte noch eine Verdunstung stattfindet, sehen wir daran, daß -Wäsche auch bei Frost trocknet, namentlich, wenn die Luft zugleich sehr -trocken ist. - -=306. Warum= wird die Luft an heißen Sommertagen durch Regen abgekühlt? - -=Weil= die Regentropfen in der warmen Luft, besonders aber an dem -warmen Erdboden und den warmen Gegenständen, mit denen sie in Berührung -kommen, verdunsten, bei dieser Verdunstung aber Wärme binden und diese -Wärme nun der umgebenden Luft entziehen, die dadurch abgekühlt wird. - -=307. Warum= wird das Feuer durch Wasser gelöscht? - -=Weil= das Wasser in der Hitze des Feuers verdampft, dabei aber Wärme -bindet und diese dem brennenden Körper entzieht, dessen Temperatur -dadurch bis zu einem Grade erniedrigt wird, bei welchem eine -Verbrennung nicht mehr fortbestehen kann. - -=308. Warum= brennt nasses Holz schwerer und giebt auch beim Verbrennen -weniger Wärme als trockenes? - -=Weil= die Feuchtigkeit des nassen Holzes in Folge der Erhitzung in -Dampf verwandelt wird, dabei aber ein Theil der Wärme, welche zur -Entzündung des Holzes dienen soll, verbraucht wird, indem diese von dem -Dampfe, in welchen die Flüssigkeit sich verwandelt, gebunden wird. Das -Holz kann erst dann anbrennen, wenn keine Verdampfung mehr stattfindet, -und die ganze Wärme zu seiner Entzündung verwandt wird. Nasses Holz -erfordert also einen höheren Hitzegrad, um auf diejenige Temperatur zu -gelangen, bei welcher eine Verbrennung möglich ist. Nasses Holz giebt -auch beim Verbrennen weniger Wärme als trockenes, weil auch während des -Verbrennens beständig Feuchtigkeit verdampft und die dazu erforderliche -Wärme der das Feuer umgebenden Luft entzogen wird. - -=309. Warum= kann man im heißesten Sommer Flaschen Wein dadurch kühl -erhalten, daß man nasse Tücher darum schlägt? - -=Weil= die Feuchtigkeit der nassen Tücher in der Hitze verdunstet und -zu diesem Uebergang in die Dampfform einer gewissen Wärmemenge bedarf, -die sie ihrer nächsten Umgebung, also der Flasche und durch diese -auch dem Wein entzieht. Man muß freilich die Tücher immer wieder aufs -Neue befeuchten, wenn das Wasser aus ihnen verdunstet ist, damit die -Verdunstung und die damit verbundene Abkühlung beständig fortdauert. -Noch stärker ist die Abkühlung, welche verdunstender Aether bewirkt. -Gießt man auf die mit Baumwolle umwickelte Kugel eines Thermometers -Aether, so sinkt das Quecksilber darin von +12° auf -12° R. - -=310. Warum= erhalten sich Flüssigkeiten in porösen Gefäßen selbst im -heißesten Sommer sehr kühl? - -=Weil= die Flüssigkeit, welche durch die Poren des Gefäßes dringt, die -äußere Oberfläche desselben beständig feucht erhält, diese Feuchtigkeit -aber in der äußeren warmen Luft beständig verdunstet, und, indem sie -dabei Wärme verbraucht, die sie der Flüssigkeit im Gefäße entzieht, -diese von allen Seiten beständig abkühlt. In Spanien und andern heißen -Ländern bedient man sich der sogenannten Alcarazza's zur Kühlung des -Wassers. Es sind dies sehr poröse Thongefäße, die mit Wasser gefüllt, -dem freien Luftzug ausgesetzt, aufgehängt werden. - -=311. Warum= kann der Mensch einen bedeutenden Hitzegrad aushalten? - -=Weil= der Mensch bei großer Hitze am ganzen Körper mit Schweiß bedeckt -wird, welcher aus den Poren seiner Haut hervordringt, dieser Schweiß -aber in Folge der großen Wärme verdunstet und bei dieser Verdunstung -bedeutende Wärmemengen bindet, die er der Haut entzieht. Durch diese -Wärmeentziehung wird aber eine Abkühlung der Haut bewirkt. Daher -empfinden wir die Hitze weit weniger unangenehm und drückend in sehr -trockener Luft, als in sehr feuchter, weil die letztere schon so viel -Wasserdampf enthält, daß sie keinen neuen mehr aufnehmen kann, dadurch -aber die rasche Verdunstung des Schweißes verhindert und uns so des -Gefühls der Abkühlung beraubt. - -=312. Warum= hat man selbst an heißen Tagen, wenn man aus dem Bade -steigt, ein so auffallendes Gefühl von Kälte? - -=Weil= das dem Körper anhängende Wasser sogleich zu verdunsten beginnt -und, da es dabei Wärme bindet, diese Wärme dem Körper entzieht. Da -aber wegen der Vertheilung des Wassers über eine so große Fläche diese -Verdunstung mit großer Schnelligkeit erfolgt, so hat der Körper nicht -Zeit, von innen heraus die der Haut entzogene Wärme wieder zu ersetzen. - -=313. Warum= erkältet man sich leicht, wenn man seine naß gewordenen -Kleider anbehält? - -=Weil= die Feuchtigkeit der Kleider, um in Dampf verwandelt zu -werden, sehr viel Wärme aufnehmen muß und diese dem menschlichen -Körper entzieht. Man empfindet diesen Wärmeverlust zunächst als -Kälte; er hat aber oft weit nachtheiligere Folgen durch die Störungen -der Hautthätigkeit, die er veranlaßt, und die zu Entzündungs- und -anderen Krankheiten führen können. Man kann sich vor der Erkältung -in naß gewordenen Kleidern, die man nicht ablegen kann, nur dadurch -einigermaßen schützen, daß man sich recht lebhaft bewegt, damit durch -den in Folge der Anstrengung erzeugten Ueberschuß von Wärme der durch -die Verdunstung erlittene Verlust an Körperwärme wieder ersetzt wird. - -=313~a~.= Warum kann man den Feuchtigkeitsgehalt der Luft aus -dem Unterschied im Stande zweier Thermometer erkennen, wenn die -Quecksilberkugel des einen mit Musselin umwickelt ist, der in ein -darunter stehendes Gefäß mit Wasser taucht und dadurch beständig feucht -erhalten wird? - -=Weil= die Verdunstung des Wassers um so schneller erfolgt und darum -auch eine um so stärkere Abkühlung der Thermometerkugel und ein um so -stärkeres Sinken des befeuchteten Thermometers bewirkt, je trockener -die Luft ist. Aus dem verschiedenen Stande des trocknen und des -angefeuchteten Thermometers kann man also auf den Feuchtigkeitsgehalt -der Luft schließen. Beide Thermometer stehen gleich hoch und zeigen -dann zugleich die Temperatur des Thaupunktes (Frage 323) an, wenn -die Luft ganz mit Dämpfen gesättigt ist, also keine Verdunstung mehr -stattfinden kann. Eine solche Verbindung eines trocknen und eines -angefeuchteten Thermometers nennt man deshalb _Psychrometer_. - -=314. Warum= kann man in einem kleinen Glaskolben, den man unten mit -etwas Watte umwickelt, auf die man von Zeit zu Zeit Schwefeläther -tröpfelt, Wasser in Eis verwandeln, wenn man das Kölbchen rasch hin und -her bewegt? - -=Weil= der Schwefeläther bekanntlich sehr schnell verdunstet, und diese -Verdunstung noch durch die beständige Bewegung beschleunigt wird, bei -jeder Verdunstung aber Wärme gebunden und also der Umgebung entzogen -wird. Diese Wärme kann aber hier nur dem Wasser in dem Glaskölbchen -entzogen werden, und dies muß daher, wenn die Verdunstungskälte groß -genug war, gefrieren. Hat man einen Draht in das Wasser gestellt, so -findet man ihn beim Herausnehmen mit feinen Eisnadeln bedeckt. - -=315. Warum= gefriert Wasser in einem kleinen Schälchen unter der -Glocke einer Luftpumpe, wenn man ein anderes kleines Schälchen mit -Schwefeläther darüber stellt? - -=Weil= die Verdunstung des Schwefeläthers, die schon in der -gewöhnlichen atmosphärischen Luft ziemlich stark ist, durch -das fortwährende Auspumpen der bereits gebildeten Aetherdämpfe -außerordentlich befördert wird, dadurch aber auch weit mehr Wärme -gebunden oder eine weit größere Verdunstungskälte erzeugt werden muß, -die das Wasser sehr schnell in Eis verwandelt. - -=316. Warum= kann man mitten im heißen Sommer mit Hülfe künstlicher -Eismaschinen große Massen von Eis erzeugen? - -=Weil= in solchen Eismaschinen zuvor stark verdichtetes Ammoniak einer -sehr lebhaften Verdunstung unterworfen wird und dabei große Mengen von -Wärme bindet, die es dem Wasser, das sich in demselben Raum mit ihm -befindet, entzieht. Das Ammoniakgas besitzt nämlich die Eigenschaft, -von kaltem Wasser in großen Mengen verschluckt zu werden, während -warmes Wasser nur geringe Mengen davon festhalten kann. Erhitzt man -daher in einem verschlossenen Gefäße gewöhnliches Ammoniakwasser -(sogenannten Salmiakspiritus), so wird das Ammoniakgas frei, und da -sich beständig neue Gasmengen entwickeln, die nicht entweichen können, -so entsteht allmählich ein ungeheurer Druck im Innern des Gefäßes. Läßt -man dieses stark zusammengepreßte Gas dann in ein von kaltem Wasser -umgebenes Kühlrohr einströmen, so wird es darin sogar flüssig. Läßt man -dieses flüssige Ammoniak nun in einen geräumigen Behälter ausströmen, -so verdampft es, und kommt diesem Dampfe zugleich ein feiner Regen -kühlen Wassers entgegen, so wird das Gas mit großer Begierde von dem -Wasser verschluckt, der dadurch entstehende luftverdünnte Raum aber -zugleich die Veranlassung immer neuer und schnellerer Verdunstung des -Ammoniaks. Die durch diese Verdunstung bewirkte Kälte oder vielmehr -Wärmeentziehung ist die Ursache des Gefrierens des Wassers in den -in diesem Raume aufgestellten Gefäßen. In ähnlicher Weise wird auch -das Kohlensäuregas, nachdem es zuvor durch starken Druck in eine -Flüssigkeit verwandelt worden, beim Ausströmen an die Luft in Folge der -heftigen Verdunstung in einen schneeähnlichen festen Körper verwandelt. - -=317. Warum= kann das Niederschlagen des Rauches bei stiller Luft als -Vorbote von Regenwetter gelten? - -=Weil= die unverbrannten Kohlentheilchen, die mit dem Rauch -emporsteigen, die Eigenschaft haben, Wasserdampf einzusaugen. Wenn -also viel Wasserdampf in der Luft über dem Schornstein vorhanden ist, -so nehmen ihn die Kohlentheilchen auf, verdichten ihn in sich, werden -dadurch schwerer und fallen so zu Boden; auch steigt der Rauch in der -warmen und feuchten Luft der Regen bringenden Süd-West- und Westwinde -nicht so schnell und lebhaft empor als in der Luft der dichteren -Nord-, Nordost- und Ostwinde. Auch manche Salze haben die Eigenschaft, -Wasserdampf aus der Luft aufzunehmen. Pottasche zerfließt in Folge -dessen; Kochsalz wird nur sehr feucht. - -=318. Warum= dehnen sich manche Körper, namentlich Haare und -Darmsaiten, in feuchter Luft aus? - -=Weil= diese Körper eine große Neigung besitzen, Wasserdampf aus der -Luft einzusaugen und in ihren Poren zu verdichten, womit natürlich -eine Vergrößerung ihres Volumens verbunden sein muß. Man nennt solche -Körper hygroskopische. Besonders ausgezeichnet durch diese Eigenschaft -sind Haare, Darmsaiten und Fischbein. Daß die Haare sich bei feuchtem -Wetter verlängern, wissen diejenigen Damen, welche Locken tragen. -Da aber solche Körper die Feuchtigkeit der Luft anzeigen, ehe sie -noch auf andere Weise erkennbar wird, so benutzt man sie auch zu -Feuchtigkeitsmessern oder Hygrometern. Ein solches Instrument ist das -bekannte Wetterhäuschen, das man oft als Wetterprophet an den Fenstern -anbringt. In demselben ist an einer Darmsaite ein Stäbchen aufgehängt, -auf dessen einer Seite ein Mann mit einer Gießkanne, auf dessen anderer -Seite eine Frau mit einem Regenschirm steht. Bei feuchtem Wetter dreht -sich die Saite auf, verlängert sich und bringt die Frau zum Vorschein. -Bei trockner Luft dreht sich die Saite wieder zusammen, und nun tritt -der Mann aus der Thür des Häuschens. Auch die lange, schraubenartig -gewundene Granne der Frucht des Reiherschnabels (~Erodium~) ist -sehr empfindlich gegen Feuchtigkeit. Befestigt man dieselbe in dem -Mittelpunkte eines Kreises, so dreht sie sich, indem sie sich bei -feuchter Luft mehr aufwickelt, bei trockner Luft mehr zusammenzieht. - -=319. Warum= werden unsere Kleider feucht, wenn wir an schönen -Frühlings- oder Herbstabenden spazieren gehen? - -=Weil= die in der Luft enthaltenen Wasserdämpfe in Folge der am Abend -eintretenden starken Abkühlung der Luft sich wieder verdichten und nun -in sehr feinen Tropfen auf unsere Kleider niederschlagen. - -=320. Warum= müssen Röhren, durch welche Wasserdämpfe an irgend einen -Ort geleitet werden sollen, aus schlechten Wärmeleitern bestehen und am -besten helle und polirte Oberflächen haben? - -=Weil= gute Wärmeleiter den Wasserdämpfen zu viel Wärme durch Leitung, -rauhe und dunkle Röhren aber zu viel Wärme durch Strahlung entziehen -und die Temperatur der Dämpfe daher so weit erniedrigen würden, daß -ein Theil derselben gar nicht mehr als Dampf bestehen könnte, sondern, -ehe er noch an den Ort seiner Bestimmung gelangt wäre, in die tropfbar -flüssige Form zurückkehren müßte. Will man dagegen durch Dampf -heizen, so muß man ihn umgekehrt durch Röhren leiten, die aus guten -Wärmeleitern bestehen und rauhe und dunkle Oberflächen haben. Denn in -diesem Falle soll eben die Wärme dem Dampfe möglichst schnell entzogen -werden, um dem Raume, durch den er geleitet wird, zu Gute zu kommen. - -=321. Warum= beschlagen unsere Fensterscheiben, wenn die Luft draußen -sich abkühlt? - -=Weil= die in unserer Zimmerluft beständig enthaltenen Wasserdämpfe, -wenn sie mit den durch die äußere Luft abgekühlten Fensterscheiben -in Berührung kommen, selbst so weit abgekühlt werden, daß sie in -den tropfbaren Zustand zurückkehren und sich an die Fensterscheiben -absetzen. - -=322. Warum= belegen sich beim Winterfroste die Fensterscheiben, -vornehmlich bewohnter Zimmer, mit Eis? - -=Weil= die in bewohnten Zimmern reichlich vorhandenen Wasserdämpfe -in Berührung mit den von außen erkalteten Fensterscheiben verdichtet -werden und sich in tropfbarer Form darauf niederschlagen, sofort aber -auch gefrieren müssen, wenn die Temperatur der Fensterscheiben unter -dem Gefrierpunkt ist. - -=323. Warum= sind die Pflanzen besonders nach schönen Frühlings- oder -Herbstnächten am Morgen mit Wassertropfen bedeckt? - -=Weil= der Erdboden in der Nacht sich in Folge der Wärmestrahlung -stark abkühlt, dadurch aber auch die dem Erdboden nahen Luftschichten -abgekühlt und damit unfähig werden müssen, die Wasserdämpfe, mit -denen sie gemischt sind, luftförmig zu erhalten. Die Wasserdämpfe -verdichten sich daher und scheiden sich in Form von Tropfen an den -Gegenständen ab. Da aber das Strahlungsvermögen dieser Gegenstände -ein sehr verschiedenes und darum auch ihre Abkühlung eine ungleiche -ist, besonders rauhe Gegenstände ihre Wärme schneller ausstrahlen -als glatte, so scheiden sich auch die verdichteten Wasserdämpfe in -verschiedenem Maße an ihnen ab. Pflanzen, besonders die Spitzen der -Blätter und Halme, erkalten mehr als Erde und Steine, diese wieder -mehr als Metalle; daher finden sich besonders Gras und Blätter am -Morgen mit Wassertropfen bedeckt. Diesen nächtlichen Niederschlag des -Wasserdampfes der Luft nennt man Thau. Die Stärke desselben ist nicht -bloß abhängig von dem Grade der Temperaturerniedigung, sondern auch von -dem Wasserdampfgehalt der Luft. Denn die Verdichtung des Wasserdampfes -beginnt erst bei derjenigen Temperatur, für welche die Luft mit -dem vorhandenen Wasserdampf gerade gesättigt ist. Diese Temperatur -nennt man den Thaupunkt. Dieser liegt aber um so tiefer, je weniger -Wasserdampf die Luft enthält. Den Thaupunkt kann man bestimmen, wenn -man ein Thermometer in ein Glas mit Wasser stellt und dann allmählich -so lange kaltes Wasser zugießt, bis die Außenseite des Glases mit einem -feinen Thau beschlägt. Die Temperatur, bei welcher dies geschieht, ist -der Thaupunkt. Ist die Luftwärme etwa 16° und erfolgt das Beschlagen -des Glases bei 10°, so muß die Luft auch bis auf 10° erkalten, wenn -eine Thaubildung eintreten soll. - -=324. Warum= fällt bei bewölktem Himmel kein Thau? - -=Weil= die Wolken eine Rückstrahlung der Wärme veranlassen und dadurch -die Abkühlung des Bodens verhindern. Darum pflegt es auch unter -laubreichen Bäumen und unter Zelten selbst in heiteren sehr thaureichen -Nächten nicht zu thauen. - -=325. Warum= bemerkt man nach schönen, aber sehr windigen Nächten -keinen Thau? - -=Weil= bei windigem Wetter fortwährend die an den Gegenständen -erkalteten Luftschichten wieder entführt und durch wärmere ersetzt -werden, die den Gegenständen wieder Wärme mittheilen, so daß diese -nicht bis zum Thaupunkt erkältet werden können. - -=326. Warum= werden Felder und Wiesen in schönen Herbstnächten oft mit -Reif bedeckt? - -=Weil= durch die starke Wärmeausstrahlung in den längerwerdenden -Nächten des Spätherbstes oft die Temperatur des Erdbodens bis unter den -Gefrierpunkt erniedrigt wird, und die sich verdichtenden Wasserdämpfe -sich daher nicht als kleine Wassertropfen, sondern nur als Eis an den -erkalteten Gegenständen absetzen können. Reif ist gefrorener Thau und -besteht aus feinen Eisnadeln. - -=327. Warum= sieht man in der Kälte den ausgehauchten Athem? - -=Weil= dem durch das Athmen ausgestoßenen Wasserdampf durch die äußere -kalte Luft Wärme entzogen und der Wasserdampf dadurch verdichtet wird. -Wasserdampf an sich ist völlig durchsichtig, also unsichtbar; er wird -erst sichtbar, wenn er anfängt wieder flüssig zu werden. Er erscheint -dann als Nebel. - -=328. Warum= bilden sich besonders im Herbst und Winter so oft Nebel? - -=Weil= von den länger warm bleibenden Wasserflächen und aus dem -feuchten Erdboden dann noch beständig Dämpfe aufsteigen, welche -aber die kältere oder wasserdampfreichere Atmosphäre nicht mehr -aufzunehmen vermag, und die sich daher nun verdichten müssen. Dieser -sich verdichtende Wasserdampf nimmt zuerst die Gestalt außerordentlich -kleiner hohler Wasserbläschen an, die an einander gehäuft nicht -mehr durchsichtig sind, wie fein gemahlenes Glas auch nicht mehr -durchsichtig ist. Die Wasserbläschen des Nebels werden eine Zeit lang -von der Luft getragen, sinken dann aber nieder. Fallen sie auf wärmeres -Erdreich oder Wasser -- wie ja im Herbst und zu Zeiten im Winter -Erdreich und Wasser wärmer zu sein pflegen als die Luft, -- so steigen -sie wieder als Dampf auf und verdichten sich wieder zu Nebel. Auf -diesem Wechsel von Vergehen und Entstehen beruht die anhaltende Dauer -mancher Herbst- und Winternebel. - -[Illustration: Fig. 54.] - -=329. Warum= entsteht aus den Wolken Regen? - -=Weil= die Wolken nichts anderes als Nebel in höheren Luftschichten -sind, und weil, wenn sie sich in tiefere Luftschichten herabsenken, -die bereits mit Wasserdampf fast gesättigt sind, oder wenn sie mit -kälteren Luftschichten in Berührung kommen, ihre Wasserbläschen -zusammenfließen, schwerer werden und nun in Tropfengestalt herabfallen. -Die Tropfen sind um so kleiner, je näher die Wolken der Erde sind, -um so größer, aus je größeren Höhen sie fallen, da sie auf ihrem -Wege, vermöge ihrer niedrigen Temperatur, die Wasserdünste der -Luftschichten verdichten, durch welche sie hindurchfallen, und sich -dadurch vergrößern. In Luftschichten, deren Temperatur unter dem -Gefrierpunkt liegt, verwandeln sich die verdichteten Wasserdünste nicht -in Tropfen, sondern in feine Eisnadeln, die sich zu Schneeflocken (Fig. -54) zusammensetzen. Die besonders im Frühling fallenden Graupelkörner -entstehen wohl in ähnlicher Weise wie der Schnee und bestehen nur aus -fest zusammengeballten Eisnadeln. Ueber die Entstehung des Hagels -ist man noch nicht völlig im Klaren. Die beste Erklärung scheint -diejenige zu sein, welche _Nöllner_ gegeben hat. Danach können die -Nebelbläschen, welche Wolken bilden, bis unter den Gefrierpunkt -erkalten, ohne daß ein Erstarren derselben eintritt, wie Aehnliches vom -tropfbar flüssigen Wasser nachgewiesen ist. Das Gefrieren erfolgt erst, -aber dann auch plötzlich und in großem Umfange, wenn die erkalteten -Bläschen heftig erschüttert werden. Befindet sich also eine so tief -erkaltete Wolkenschicht in der Luft, und fallen auf diese aus einer -höheren Wolkenschicht Graupelkörner, so schlägt sich auf ihnen der -Bläschendampf als Wasser nieder, das augenblicklich gefriert. Auf diese -Weise wird allerdings die oft so massenhafte Eisbildung in ganz kurzer -Zeit begreiflich. - -Das Ansehen der Wolken selbst ist, je nachdem sie höher oder tiefer -schweben, mehr oder weniger dicht sind, und je nach ihrer Beleuchtung -sehr mannigfaltig. Man unterscheidet Federwolken, die sich besonders -zuerst nach vollkommen heiterem Wetter am blauen Himmel bilden, -Schichtwolken, die sich in wagerechten Streifen über den Himmel ziehen -und vorzugsweise schön bei Sonnenuntergang erscheinen, Haufenwolken, -die sich namentlich im Sommer zeigen, und Regenwolken, die aus -Haufenwolken entstehen, aber unregelmäßige Formen annehmen und große -Dichtigkeit erlangen. - -=330. Warum= sehen wir bisweilen bei völlig heiterem Himmel und ruhiger -Luft sich plötzlich Wolken bilden und ein andres Mal wieder die Wolken -ebenso plötzlich verschwinden? - -=Weil= die Luft zwar Wasserdämpfe genug aufgelöst enthalten kann, die -sich aber bei der herrschenden Temperatur nicht verdichten können, -bei einer plötzlich eintretenden Abkühlung der Luft jedoch, etwa in -Folge einer kälteren Luftströmung, sich plötzlich zu Wasserbläschen -verdichten und Wolken bilden müssen; während andererseits eine -vorhandene Wolke, wenn sie sich etwa in eine wärmere Luftschicht -hinabläßt, oder wenn ein wärmerer Luftstrom sie trifft, sich wieder -in unsichtbaren Wasserdampf auflösen muß. Das Vermögen der Luft, -Wasserdämpfe in sich aufzunehmen -- ihr Sättigungsvermögen -- ändert -sich je mit ihrer Temperatur. - -=331. Warum= kocht Wasser und jede andere Flüssigkeit ein, wenn man sie -längere Zeit kochen läßt? - -=Weil= das Wasser und überhaupt jede Flüssigkeit beim Kochen sich in -Dampf verwandelt, und dieser Dampf vermöge seines geringen specifischen -Gewichts in die Luft aufsteigt und sich mit ihr vermischt, die -Flüssigkeit also durch dieses beständige Entweichen ihrer Theile in -Luftgestalt endlich völlig verschwinden muß. Sie existirt zwar noch, -aber nicht mehr als Flüssigkeit und nicht mehr in dem Gefäße. War -aber mit dem Wasser ein anderer Körper vermischt oder vielmehr darin -aufgelöst, wie etwa Salz, der nicht in Dampf übergehen kann, so bleibt -dieser nach dem Kochen zurück. - -=332. Warum= siedet Wasser erst bei einer Temperatur von 80° R.? - -=Weil= die Wasserdämpfe, welche sich zwar auch bei niedrigerer -Temperatur entwickeln, dem Drucke der äußeren atmosphärischen Luft -erst dann widerstehen können, wenn sie eine Spannkraft erlangt haben, -welche derjenigen der atmosphärischen Luft gleich ist, was erst bei -einer Temperatur von 80° R. geschieht. Wenn man daher Wasser über einem -Feuer erhitzt, so entwickeln sich sehr bald, namentlich am Boden, -kleine Dampfbläschen, die aber unter dem Drucke des Wassers und dem -auf diesem lastenden Drucke der Atmosphäre sich wieder verdichten und -tropfbar flüssig werden. Erst bei 80° R. haben die sich im Innern des -Wassers entwickelnden Dämpfe eine Spannkraft erlangt, welche dem Drucke -der Umgebung das Gleichgewicht hält. Die Spannkraft des beim Sieden -des Wassers, wie überhaupt beim Sieden jeder Flüssigkeit entstehenden -Dampfes ist also genau dem Drucke der Atmosphäre gleich oder vermag -eine Quecksilbersäule von 760 Millimeter Höhe zu tragen. Verdunstung -und Sieden unterscheiden sich dadurch, daß bei der Verdunstung an -der Oberfläche einer Flüssigkeit sich Dämpfe von geringer Spannkraft -bilden, die sich unmittelbar mit der Luft vermischen, während bei dem -Sieden Dämpfe von großer Spannkraft im Innern der Flüssigkeit entstehen. - -=333. Warum= kann Wasser in einem bleiernen oder zinnernen Gefäße zum -Sieden gebracht werden, ohne daß das Metall zum Schmelzen kommt? - -=Weil= das Gefäß die vom Feuer ihm mitgetheilte Wärme an das darin -befindliche Wasser abgiebt, dieses aber nie eine höhere Temperatur als -80° R. annehmen kann, alle übrige Wärme, die es empfängt, vielmehr zu -seiner Verwandlung in Dampf verwendet. Das Gefäß kann also selbst auch -keine höhere Temperatur als 80° annehmen, so lange noch Wasser darin -ist, das ihm seine überschüssige Wärme abnimmt. Es kann darum auch -nicht schmelzen, da der Schmelzpunkt des Zinnes erst bei 188°, der des -Bleies sogar bei 267° R. liegt. Aus demselben Grunde kann man sogar -Wasser in einem kleinen Gefäße aus Papier über einer Lichtflamme zum -Sieden bringen, ohne daß das Papier anbrennt. Das Papier ist zwar ein -schlechter Wärmeleiter, aber wenn es hinreichend dünn ist, leitet es -doch schnell genug die von der Flamme empfangene Wärme in das Wasser -über, so daß seine Temperatur nicht über 80° R. steigen kann, eine -Temperatur, bei der es sich noch nicht entzündet. - -=334. Warum= verdampfen Wassertropfen, die man auf eine rothglühende -Metallplatte fallen läßt, nicht, sondern sammeln sich wie Quecksilber -auf Glas und gerathen in eine drehende Bewegung, ohne zu kochen? - -=Weil= das glühende Metall vom Wasser nicht benetzt wird, Vielmehr -eine Dampfschicht die gegenseitige Berührung beider verhindert, so -daß auch ein merklicher Uebergang der Wärme vom Metall zum Wasser -nicht stattfinden kann. Erst bei abnehmender Hitze stellt sich die -Berührung wieder her, und darum erfolgt dann eine plötzliche heftige -Dampfbildung. Man nennt diese Erscheinung den _Leidenfrost_'schen -Tropfen, weil sie zuerst von _Leidenfrost_ im Jahre 1756 beobachtet -wurde. Daß die Flüssigkeit bei dieser Erscheinung die Tropfenform -annimmt, erklärt sich daraus, daß durch die hohe Temperatur die -Adhäsion vernichtet ist und die Cohäsion der Flüssigkeit daher zur -vollen Wirkung kommt. Auch große Flüssigkeitsmassen kann man in -diesen Zustand versetzen, den man deshalb auch den sphäroidalen -nennt. Sie verdampfen nicht, sondern behaupten eine Temperatur, die -etwas unter ihrem Siedepunkte liegt. Läßt man flüssige schweflige -Säure, deren Siedepunkt 10° unter Null liegt, in eine glühende Schale -tropfen, und fügt dann einige Tropfen Wasser hinzu, so gefriert dies -augenblicklich zu Eis. Mit diesen Erscheinungen hängt wohl auch die -merkwürdige Thatsache zusammen, daß Arbeiter in Gießereien ihre Hand -in geschmolzenes Eisen tauchen können, ohne sie zu verbrennen. Eine -Dampfschicht, welche durch die Feuchtigkeit der Haut gebildet wird, -verhindert die unmittelbare Berührung mit dem geschmolzenen Metall und -darum auch den Uebergang der Wärme. - -=335. Warum= kann man Zinn in einem Gefäß mit Wasser über dem stärksten -Feuer nicht schmelzen? - -=Weil= das Wasser beim Kochen alle ihm vom Feuer zugeführte Wärme zur -Dampfbildung verwendet und daher selbst keine höhere Temperatur als -die von 80° R. annimmt, weshalb aber auch das Zinn in dem kochenden -Wasser nicht über 80° R. erhitzt werden und somit auch nicht -seinen Schmelzpunkt, der erst bei 188° R. liegt, erreichen kann. Es -giebt freilich, wie bereits erwähnt (Fr. 298), Metallgemische oder -Metalllegirungen, die schon im siedenden Wasser schmelzen, weil ihr -Schmelzpunkt noch unter dem Siedepunkte des Wassers liegt. - -=336. Warum= werden sehr fette oder in Fett gekochte Speisen schneller -weich als sehr magere und im bloßen Wasser gekochte? - -=Weil= Fette einen weit höheren Siedepunkt als das Wasser haben und -daher auch eine weit höhere Temperatur annehmen können, so daß auch -die Speisen, die in ihnen gekocht werden, eine größere Wärmemenge -empfangen. Sehr mageres Fleisch, wie Wildfleisch, wird darum auch beim -Braten langsamer gar als sehr fettes Fleisch. - -=337. Warum= wird sehr dünner und schlechter Branntwein durch -Destilliren stärker? - -=Weil= der Weingeist (Spiritus) oder Alkohol schon bei einer -niedrigeren Temperatur flüchtig oder in Dampf verwandelt wird als das -Wasser, das Destilliren aber darin besteht, daß man den aus Wasser -und Weingeist bestehenden Branntwein erst in Dampf verwandelt und -die Dämpfe dann durch Abkühlung wieder zu tropfbarer Flüssigkeit -verdichtet. Bei der Destillation wird also mehr Weingeist als Wasser -flüchtig, und die verdichtete Flüssigkeit muß dann auch mehr Weingeist -als vorher enthalten. Der Gehalt an Weingeist aber bestimmt die Stärke -des Branntweines. - -[Illustration: Fig. 55.] - -=338. Warum= kann man in einem _Papin_'schen Topfe (Fig. 55) selbst -Knochen zu einem Brei zerkochen? - -=Weil= in einem solchen Topfe, dessen Deckel luftdicht festgeschraubt -ist, die Dämpfe nicht entweichen können und durch ihren heftigen Druck -auf das Wasser den Siedepunkt desselben bedeutend erhöhen, so daß das -kochende Wasser in dem Topfe eine weit höhere Temperatur annimmt, als -das an der Luft unter dem gewöhnlichen Druck der Atmosphäre kochende. -Wenn die eingeschlossenen Dämpfe nämlich weiter erhitzt werden, so -wächst ihr Bestreben, sich auszudehnen, oder ihre Spannkraft, immer -mehr. Sie üben darum nach allen Seiten, also auch auf das Wasser -einen hohen Druck aus und machen dadurch das weitere Aufsteigen von -Dampfblasen, also das weitere Sieden unmöglich, bis die Temperatur -des Wassers selbst so hoch gesteigert ist, daß die sich entwickelnden -Dämpfe dieselbe Spannkraft haben, wie die bereits vorhandenen, welche -den Druck ausüben. Wegen des heftigen Druckes der gespannten Dämpfe -in einem solchen Topfe muß derselbe auch sehr starke Wände aus Eisen -oder Messing haben, und zugleich der Deckel mit einem sogenannten -Sicherheitsventil versehen sein, welches die Dämpfe bei einem gewissen -Grade der Spannung öffnen, und durch welches sie dann entweichen -können. Sonst würde man Gefahr laufen, daß der Topf durch den innern -Druck gewaltsam zersprengt wird. - -=339. Warum= kommt warmes Wasser, das unter die Glocke der Luftpumpe -gebracht wird, bei fortgesetztem Auspumpen der Luft in's Sieden? - -=Weil= durch das Auspumpen der Luft die Luft unter der Glocke verdünnt -und dadurch auch der Luftdruck vermindert wird, welcher auf dem Wasser -ruht, so daß die Dämpfe, die sich im Innern desselben bilden, einer -geringeren Spannkraft bedürfen, um diesem Luftdruck zu widerstehen, um -also die Erscheinung hervorzurufen, die wir Sieden nennen. Da aber die -Spannkraft des Dampfes von der Temperatur abhängt, so reicht auch eine -geringere Temperatur hin, um das Wasser unter der Glocke der Luftpumpe -zum Sieden zu bringen. - -=340. Warum= siedet Schwefeläther schon bei gewöhnlicher Temperatur, -ja sogar bei 0 Grad unter der Glocke der Luftpumpe, nachdem die Luft -ausgepumpt worden ist? - -=Weil= der Schwefeläther schon bei gewöhnlichem Luftdruck einen sehr -niedrigen Siedepunkt hat, nämlich bereits bei 28½° R. siedet, seine -Dämpfe also bei derselben Temperatur eine größere Spannkraft haben -müssen, als die des Wassers, im luftleeren Raume daher auch eine weit -niedrigere Temperatur hinreicht, damit seine Dämpfe den äußeren Druck -überwinden und so die Erscheinung des Siedens herbeiführen. - -[Illustration: Fig. 56.] - -=341. Warum= kann man Wasser in dem sogenannten Wasserhammer oder -Pulshammer (Fig. 56) durch die bloße Wärme der Hand zum Sieden bringen? - -=Weil= das durch die Hand erwärmte Glas hinreichend genug Wärme an -das in dem Pulshammer befindliche Wasser abgiebt, um dasselbe in dem -luftleeren Raume, der sich darüber befindet, zum Sieden zu bringen. -Der Pulshammer besteht nämlich aus zwei durch eine Röhre verbundenen -gläsernen Kugeln, in deren einer Wasser vor dem Zuschmelzen des ganzen -Apparates bis zum Sieden erhitzt war. Das Innere des Pulshammers -enthält also nur Wasserdampf, und der Druck desselben auf das Wasser -ist bei gewöhnlicher Temperatur ein so geringer, daß schon die -geringste Erwärmung des Wassers hinreicht, Dämpfe zu erzeugen, deren -Spannkraft diesen Druck überwindet. - -=342. Warum= siedet Wasser auf hohen Bergen bei einem geringeren -Wärmegrad als in der Ebene? - -=Weil= auf hohen Bergen der Luftdruck ein weit niedrigerer ist als in -der Ebene, die Wasserdämpfe daher auch einer geringeren Spannkraft -bedürfen, um diesen Druck zu besiegen, und um diese geringere -Spannkraft hervorzubringen, wieder eine geringere Wärme nöthig ist. Auf -der Hochebene von Quito in Südamerika kocht daher das Wasser schon bei -72° R., auf dem Montblanc sogar bei 68° R. Auf solchen hohen Bergen -kann man daher auch Fleisch in offenen Gefäßen nicht weich kochen. --- Man kann diese verschiedenen Siedetemperaturen des Wassers auch -benutzen, um die Höhen der Berge zu messen. - -=343. Warum= wird der Deckel eines am Feuer stehenden Gefäßes, in dem -sich siedendes Wasser befindet, mit einiger Gewalt in die Höhe gehoben -oder abgeworfen? - -=Weil= die sich beim Sieden entwickelnden Wasserdämpfe vermöge ihrer -Spannkraft einen bedeutenden Druck nach allen Seiten hin ausüben, -dieser Druck aber zunächst nur gegen den Deckel wirksam werden kann, -der von oben her der Ausdehnung der Dämpfe Widerstand leistet. Wäre der -Deckel fest verschlossen, so würde die mit der Temperatur wachsende -Spannkraft der Wasserdämpfe endlich das ganze Gefäß zersprengen. - -[Illustration: Fig. 57.] - -=344. Warum= wird der luftdicht schließende Kolben in einem Glasgefäß, -das etwas Wasser enthält, gewaltsam in die Höhe getrieben, wenn man -dies Wasser über einer Lampe erhitzt, und warum wird dieser Kolben von -selbst wieder abwärts getrieben, sobald man das Gefäß in kaltes Wasser -taucht? - -=Weil= die durch die Wärme sich entwickelnden Dämpfe wegen ihrer -Spannkraft sich ausdehnen und den Kolben, der sie abschließt, aufwärts -treiben, durch die Abkühlung im kalten Wasser aber sich wieder -verdichten, dadurch einen luftverdünnten Raum erzeugen und nun dem -äußeren Luftdruck, der auf die obere Seite des Kolbens wirkt, keinen -Widerstand mehr entgegensetzen können, so daß dieser den Kolben wieder -abwärts treibt. - -=345. Warum= kann man mit Hülfe des Wasserdampfes große Maschinen in -Bewegung setzen? - -=Weil= eingeschlossener Wasserdampf eine sehr bedeutende Spannkraft -besitzt, die dadurch wirksam gemacht werden kann, daß man auf der -anderen Seite des Körpers, welchen der Dampf in Bewegung setzen soll, -einen luftverdünnten oder luftleeren Raum herstellt. - -Die einfachste Einrichtung einer Dampfmaschine wurde schon im Jahre -1690 von _Papin_ in Marburg ersonnen und entsprach im Wesentlichen -der oben (Fr. 344) besprochenen Vorrichtung, bei welcher Wasser in -einem Glasgefäß abwechselnd erhitzt und wieder abgekühlt wird. Dieser -Gedanke kam jedoch nie zur Ausführung. Wirklich hergestellt wurde die -erste Dampfmaschine von dem Engländer _Thomas Savery_ im Jahre 1698. -Dieser vermied den von _Papin_ vorgeschlagenen Kolben und suchte das -Wasser selbst durch Dampf zu heben. Seine Maschine bestand daher -aus einem Dampfkessel, in welchem der Dampf hergestellt wurde, und -einem zum Theil mit Wasser gefüllten Behälter, in welchen der Dampf -einströmte. Mit diesem Behälter stand ein Saugrohr in Verbindung, -welches in das Wasser hinabreichte, das gehoben werden sollte, während -an der entgegengesetzten Seite sich ein Steigrohr befand, um das -Wasser aufwärts zu führen. Beide Röhren waren mit Ventilen versehen. -Sobald der Dampf in den Behälter einströmte, wurde durch den Druck -desselben das Ventil der Saugröhre geschlossen und das im Behälter -befindliche Wasser durch das Steigrohr hinaufgetrieben. Wurde dann -der Behälter durch darüber fließendes kaltes Wasser abgekühlt, so -verdichtete sich der Dampf, es entstand ein luftleerer Raum, und -während der Druck des Wassers das Ventil des Steigrohrs schloß, wurde -durch den Druck der Atmosphäre das Wasser durch das Saugrohr in den -Behälter emporgetrieben. Die große Spannung des Dampfes aber, welche -diese Maschine erforderte, und der dadurch bedingte Aufwand von -Brennmaterial ließen diese Maschine wenig in Gebrauch kommen, und schon -nach einigen Jahren (1705) wurde sie durch die glänzende Erfindung -zweier Handwerker, des Schlossers _Newcomen_ und des Glasers _Cowley_, -gänzlich verdrängt. Diese kehrten zu dem _Papin_'schen Gedanken der -Anwendung eines Kolbens zurück, ließen aber den Dampf nicht in dem -Cylinder selbst, sondern in einem besondern Dampfkessel erzeugen, und -die Verdichtung der Dämpfe nicht durch Abkühlung der Wände von außen, -sondern durch Einspritzen kalten Wassers bewirken. Die _Newcomen_'sche -Maschine besteht daher aus einem Dampfkessel, in welchem der Dampf -erzeugt wird, und einem durch ein enges Rohr damit verbundenen -Cylinder, in welchem sich ein Kolben luftdicht auf und nieder bewegt. -Sobald der Dampf in diesen Cylinder eingetreten ist und den Kolben -aufwärts getrieben hat, wird durch einen Hahn die Verbindung mit dem -Kessel geschlossen und ein zweiter Hahn geöffnet, durch welchen ein -Strahl kalten Wassers in den Cylinder eingespritzt wird. Die Dämpfe -werden dadurch verdichtet, und der von außen auf den Kolben wirkende -Druck der atmosphärischen Luft treibt ihn nun nieder. Um den Auf- und -Niedergang des Kolbens in den Auf- Und Niedergang einer Pumpenstange -zu verwandeln, ist der Kolben mittelst einer Kette an den Arm eines -Balanciers gehängt, der auf einer Mauer ruht, und an dessen anderm -Arme ebenfalls mittelst einer Kette die Pumpenstange hängt. Durch den -Niedergang des Kolbens wird die Pumpenstange gehoben, während sie beim -Aufgange des Kolbens durch ihr eigenes Gewicht wieder niedergezogen -wird. Die Regulirung der Hähne wurde durch die sinnreiche Erfindung -eines Knaben, Namens _Potter_, im Jahre 1713 vermittelst einfacher -Hebelvorrichtungen ebenfalls dem Balancier übertragen. - -[Illustration: Fig. 58.] - -Bei solchen Maschinen, wie die _Newcomen_'sche, spielt der Dampf -nur eine untergeordnete Rolle. Die eigentliche bewegende Kraft ist -der Luftdruck, der den Kolben niederdrückt und die Pumpenstange -emportreibt. Man nennt sie deshalb auch _atmosphärische_ Maschinen, -und weil sie nur während des Kolbenniederganges eine Arbeit verrichten, -_einfach wirkende_ Maschinen. Erst mehr als ein halbes Jahrhundert -später beginnt die Entwicklung der Dampfmaschine zu ihrer heutigen -glänzenden Höhe durch den Mechaniker _James Watt_ in Glasgow. Schon -im Jahre 1765 beseitigte er den bisherigen Uebelstand eines zu großen -Dampfverbrauchs dadurch, daß er die Verdichtung des Dampfes nicht mehr -in dem Dampfcylinder selbst, sondern in einem besonderen Raume, dem -Condensator, geschehen ließ, der mit dem Dampfcylinder durch ein mit -einem Hahne versehenes Rohr beliebig in Verbindung gesetzt werden -kann. Die wichtigste Verbesserung aber begann er mit dem Jahre 1769, -indem er den Niedergang des Kolbens nicht mehr durch den äußeren -Luftdruck bewirken, sondern die ganze Thätigkeit der Maschine durch -die Spannkraft des Dampfes hervorbringen ließ. Er verwandelte also -die atmosphärische Maschine in eine wirkliche Dampfmaschine und die -einfach wirkende in die _doppelt wirkende_, d. h. beim Aufgang wie beim -Niedergang des Kolbens Arbeit leistende Maschine. Diese Verbesserung -ist darum so wichtig, weil sie erst die Dampfmaschine für alle die -mannigfachen und kunstreichen Arbeiten befähigt hat, die wir sie heute -verrichten sehen. - -[Illustration: Fig. 59.] - -[Illustration: Fig. 60.] - -Um die Aufwärtsbewegung des Kolbens durch den Dampfdruck bewirken zu -lassen, wurde zunächst der Dampfcylinder auch oben geschlossen und dann -eine Einrichtung geschaffen, die es möglich machte, den Cylinderraum -oberhalb wie unterhalb des Kolbens abwechselnd mit dem Dampfkessel -und mit dem Condensator in Verbindung zu setzen. Diese Einrichtung -war der sogenannte Vierwegehahn, d. h. ein Hahn mit zwei von einander -unabhängigen Durchbohrungen, durch welche er von vier an ihm mündenden -Röhren abwechselnd je zwei mit einander in Verbindung setzen kann. -Jetzt dient statt desselben das Schieberventil (Fig. 59 u. 60). Es ist -ein viereckiger Kasten, in welchen der Dampf aus dem Kessel zunächst -eintreten muß, und in welchen zugleich die Kanäle münden, die den -Dampf einerseits zum Condensator, andererseits zum obern und untern -Cylinderraum leiten sollen. In diesem Kasten bewegt sich ein Schieber -auf und nieder, welcher so eingerichtet ist, daß er abwechselnd den -zum obern und dann wieder den zum untern Cylinderraum führenden Kanal -absperrt und dafür den Weg zum Condensator frei läßt. Hat also der -Kolben seine höchste Stellung erlangt, so treten die Dämpfe aus dem -Kessel durch den Kasten in den obern Cylinderraum ein und treiben den -Kolben abwärts (Fig. 59). Gleichzeitig ist den Dämpfen des unteren -Raumes durch das Rohr ~a~ der Weg in den Condensator geöffnet, in -welchem sie verdichtet werden. Ist der Kolben unten angelangt, so -treten in Folge der veränderten Schieberstellung die Dämpfe aus dem -Kessel in den Raum unter dem Kolben und treiben diesen aufwärts (Fig. -60), während die Dämpfe oberhalb des Kolbens zum Condensator entweichen. - -Die Bewegung des Kolbens wird nun durch die Kolbenstange auf den -Balancier übertragen. Da aber die auf- und niedergehende Kolbenstange -eine senkrechte gradlinige Bewegung hat, während das Ende des -Balanciers, wie das Ende eines Wagebalkens, offenbar einen Kreisbogen -beschreibt, so ist die Kolbenstange nicht unmittelbar an den Balancier, -sondern erst vermittelst des sogenannten _Watt_'schen Parallelogramms -befestigt. Dieses besteht aus zwei gleich langen Stangen, die am -Balancier aufgehängt und unten durch eine dritte Stange verbunden sind, -und zwar so, daß sie sich sämmtlich an ihren Verbindungsstellen um -Charniere drehen können. An der vom Ende des Balanciers herabhängenden -Stange ist unten, gleichfalls drehbar, die Kolbenstange befestigt, -während eine vierte, am Maschinengestell befestigte Stange mit der -zweiten vom Balancier herabhängenden Stange verbunden ist. Wird nun der -Balancier durch den auf- und niedergehenden Kolben in Bewegung gesetzt, -so verschieben sich die das Parallelogramm bildenden Stangen so gegen -einander, daß der Endpunkt desselben, an welchem die Kolbenstange -befestigt ist, sich in grader Linie auf- und abwärts bewegt. - -Um die hin- und herschwingende Bewegung dieses Balanciers in die -rotirende Bewegung einer Welle zu verwandeln, wandte _Watt_ den -einfachen, vom Spinnrad und Schleifstein her Jedem bekannten -Mechanismus der Kurbel und Treibstange an. Die Treibstange oder, wie -sie bei der Dampfmaschine heißt, die Pleuelstange ~P~ (Fig. 58) ist am -Ende des Balanciers drehbar aufgehängt und umfaßt mit ihrem untern -Ende den Zapfen der Kurbel, die an der zu drehenden Welle befestigt -ist. Die Drehung der Welle kann zunächst freilich keine gleichförmige -sein. Schon die Ungleichheiten in der Bewegung des Kolbens, wie in der -Wirkung des Dampfdrucks, bedingen eine ungleichförmige Geschwindigkeit, -und noch mehr bedingt diese die Stellung der Treibstange zur Kurbel -selbst. So oft nämlich die Kurbel ihren höchsten oder tiefsten Stand -erreicht, fällt ihre Richtung mit der Treibstange zusammen, und diese -kann natürlich in solchen Augenblicken gar nicht auf die Umdrehung der -Kurbel wirken. Daß die Maschine in diesen sogenannten todten Punkten -der Kurbel nicht zum Stillstehen kommt, liegt nur an der Trägheit, -welche die einzelnen Maschinentheile ihre Bewegung fortsetzen läßt. In -einer Vermehrung dieser Trägheit fand darum auch _Watt_ das Mittel, die -Ungleichheiten in der Bewegung der Maschine auszugleichen. Dies Mittel -besteht in dem Schwungrade, einem großen Rade von bedeutendem Gewicht, -das auf der Kurbelwelle befestigt ist und mit dieser sich umdreht, um -vermöge seiner Trägheit gleichsam in Momenten des Ueberflusses Arbeit -aufzusammeln und sie in Momenten des Mangels wieder abzugeben. - -[Illustration: Fig. 61.] - -Endlich blieb zur Vervollkommnung der Dampfmaschine noch übrig, -auch die Unregelmäßigkeiten zu beseitigen, welche theils durch -Aenderungen in der Dampfspannung in Folge von Unregelmäßigkeiten in -der Unterhaltung des Feuers und Zufuhr des Wassers, theils durch -Veränderungen der Widerstände, welche der Kolbendruck überwinden soll, -um mancherlei Arbeiten zu verrichten, veranlaßt werden. Vermittelst -einer überaus sinnreichen Einrichtung, der sogenannten Drosselklappe, -in Verbindung mit dem Centrifugal-Regulator (Fig. 61), wird auch diese -Aufgabe von der Maschine selbst gelöst. Die Drosselklappe ist eine -gewöhnliche Klappe (~K~), die in dem Rohre, das den Dampf vom Kessel -zum Cylinder führt, angebracht ist. Ist sie völlig geöffnet, so strömt -der Dampf ungehindert in den Cylinder; je mehr sie geschlossen wird, -desto mehr wird auch die Menge des einströmenden Dampfes vermindert. -Die Regulirung dieser Klappe ist dem Centrifugal-Regulator übertragen. -Er besteht aus zwei durch eine Welle (~A~) gesteckten und um einen -Zapfen (~C~) drehbaren Hebeln (~B~), die unten mit metallenen Kugeln -(~D~) von bedeutendem Gewichte beschwert sind. Mit diesen sind an -ihren oberen Enden, um Zapfen drehbar, zwei kleinere Stangen (~E~) -verbunden, die oben an einer Hülse (~F~) befestigt sind, welche an -der Axe der Welle auf und nieder gleiten kann. Sobald die Welle rasch -gedreht wird, fahren die schweren Kugeln vermöge ihrer Centrifugalkraft -auseinander und ziehen dadurch die Hülse herab. An dieser Hülse aber -ist ein zweiarmiger Hebel (~G~) befestigt, welcher durch eine Stange -(~I~) den kleinen Hebel bewegt, der die Drosselklappe dreht. Durch -das Herabgleiten der Hülse wird also die Drosselklappe mehr und mehr -geschlossen. Bewegt sich die Welle dagegen langsamer, so sinken die -Kugeln etwas herab, rücken dadurch die Hülse mehr hinauf, und der von -dieser abhängige Hebel öffnet die Klappe mehr. Man sieht also, daß, so -oft sich der Gang der Maschine aus irgend einer Ursache beschleunigt, -sei es, weil die von ihr zu überwindenden Widerstände abnehmen, oder -weil die Dampfspannung im Kessel wächst, die Kugeln des Regulators -auseinander fahren, die Drosselklappe mehr zudrehen und dadurch den -Dampfzufluß _vermindern_; daß aber, so oft die Geschwindigkeit der -Maschine aus andern Gründen sich verlangsamt, die zusammenfallenden -Kugeln des Regulators die Drosselklappe mehr öffnen und dadurch den -Dampfzufluß _vermehren_. - -So ist die Dampfmaschine das wunderbare Werk geworden, als das sie -heute dasteht. Sie verrichtet nicht allein die ihr aufgetragene -mannigfaltige Arbeit, sondern regelt auch selbst ihren Gang als ihr -eigener Wärter. Sie bewegt selbst durch Hebelstangen die Steuerung, -d. h. sie öffnet und schließt die Ventile, welche den Dampf in die -Räume des Cylinders vertheilen und zum Condensator leiten. Sie bewegt -selbst die Pumpen, die Kaltwasserpumpe sowohl, welche dem Condensator -das zur Verdichtung der Dämpfe nöthige kalte Wasser zuführt, als die -sogenannte Luft- oder Warmwasserpumpe, welche das condensirte Wasser -und die in dem Condensator sich anhäufende Luft entfernt, als endlich -die Speisepumpe, welche den Kessel mit frischem Wasser versorgt. - -[Illustration: Fig. 62.] - -=346. Warum= hat die Locomotive weder Balancier noch Schwungrad, wie -andere Dampfmaschinen? - -=Weil= die Locomotive (Fig. 62) einerseits eine sogenannte -Hochdruckmaschine ist, d. h. mit Dämpfen von hoher Spannung arbeitet, -deshalb aber schon der gewöhnliche Druck der Atmosphäre auf der einen -Seite des Kolbens einen genügenden Unterschied der beiderseitigen -Druckkräfte zuläßt, eine Condensirung der Dämpfe also und eine -Regelung der dadurch bedingten Pumpen und Ventile durch den Balancier -überflüssig wird, und weil andrerseits die Locomotive auch eine -gekuppelte Maschine ist, d. h. aus zwei so mit einander verbundenen -Maschinen besteht, daß die Kurbeln derselben einander unterstützen und -zur Gleichförmigkeit der Bewegung eines Schwungrades nicht bedürfen. - -Man unterscheidet nämlich Niederdruck- und Hochdruckmaschinen, d. -h. solche, bei welchen Dämpfe angewandt werden, deren Spannung die -der gewöhnlichen atmosphärischen Luft nur um weniges, höchstens das -1¼--1½fache übertrifft, und solche, bei denen die Dampfspannung -das 3--6fache des gewöhnlichen Atmosphärendrucks beträgt. Bei der -Niederdruckmaschine läßt sich der Dampf nur dadurch wirksam machen, daß -man auf der entgegengesetzten Seite des Kolbens einen luftverdünnten -Raum erzeugt, also die Dämpfe verdichtet. Bei der Hochdruckmaschine -ist diese Dampfverdichtung nicht nöthig, darum kann der ganze Bau -ein viel einfacherer sein. Die Pleuelstange wird hier unmittelbar -mit der Kolbenstange verbunden, und die gradlinige Bewegung der -letzteren einfach durch zwei Leisten, die sogenannten Gradführungen, -bewirkt, zwischen denen die Kolbenstange hin und her gleitet. Die -Bewegung der einzigen Pumpe, die noch erforderlich ist, der -Speisepumpe, und der wenigen Ventile, nämlich des Schieberventils und -der Drosselklappe, geht unmittelbar von der Kurbelwelle aus und wird -durch excentrische Scheiben vermittelt, die an der Welle befestigt -sind. Bei gekuppelten Maschinen, wie sie die Locomotive gleichfalls -darstellt, sind überdies zwei Maschinen so mit einander verbunden, -daß sie auf eine gemeinschaftliche Kurbelwelle wirken und zwar in der -Weise, daß die beiden Kurbeln einen rechten Winkel mit einander bilden, -daß also jedesmal, wenn die eine Kurbel sich in einem ihrer todten -Punkte befindet, die andere gleichzeitig in ihre günstigste Stellung -eingetreten ist. Zur Ueberwindung der todten Punkte bedarf es also hier -eines Schwungrades nicht. - -Die erste Hochdruckmaschine ist von _Oliver Evans_ in Philadelphia -hergestellt worden, der sie bereits im Jahre 1800 zur Bewegung eines -Wagens benutzte. Die erste Locomotive wurde von dem englischen -Ingenieur _George Stephenson_ im Jahre 1814 gebaut. - -Die Schiffsmaschine ist eine gekuppelte Niederdruckmaschine. Das erste -mit Schaufelrädern versehene Dampfschiff wurde von _Robert Fulton_ in -Newyork im Jahre 1807, das erste Schraubendampfschiff von _Ericson_ und -_Smith_ im Jahre 1839 in Amerika gebaut. - -=347. Warum= muß der Kessel einer Dampfmaschine mit einem -Sicherheitsventil versehen sein? - -=Weil= in dem völlig verschlossenen Kessel die Dämpfe sich anhäufen -und dadurch eine so bedeutende Spannkraft erlangen würden, daß sie den -Kessel gewaltsam zersprengen müßten, was durch das Sicherheitsventil -verhindert wird, da dieses sich bei einem bestimmten Drucke der Dämpfe -öffnet und diese so lange ausströmen läßt, bis derjenige Druck wieder -hergestellt ist, bei welchem man eine Gefahr des Zerspringens nicht -mehr zu fürchten hat. - - - - -Das Licht. - - - Wenn wir die Gegenstände sehen, so beruht dies auf einer - Empfindung gewisser Nerven unserer Sehwerkzeuge oder Augen. - Die Ursache dieser Empfindung aber nennen wir Licht. Nach der - älteren Ansicht besteht dies Licht aus einer sehr feinen - Materie, einem Lichtstoff, der von den leuchtenden Körpern - ausgesendet wird und die Augennerven trifft. Dieser Stoff soll - unwägbar sein, überhaupt aller wesentlichen Eigenschaften - der Körperlichkeit entbehren und nur durch seine Wirkung - wahrnehmbar sein. Nach der jetzt allgemein geltenden Ansicht - beruht das Licht auf einer wellenförmigen oder schwingenden - Bewegung, welche, ähnlich der Bewegung des Schalles und der - Wärme, von dem leuchtenden Körper ausgeht und, sich durch unser - Auge dem Sehnerv mittheilend, hier die Empfindung des Sehens - bewirkt. Als Träger dieser Bewegung nimmt man einen äußerst - feinen elastischen Stoff -- den Aether -- an, der den ganzen - Weltraum und alle Körper durchdringt. - - Quellen des Lichtes sind alle selbstleuchtenden Körper, - insbesondere die Sonne und die Fixsterne, ferner glühende und - verbrennende Körper, wie die Flammen unserer Kerzen und Lampen, - endlich einige sogenannte phosphorescirende Körper, namentlich - faulende Thier- und Pflanzenstoffe, aber auch lebende Thiere, - wie die Johanniswürmchen und die kleinen, das Meeresleuchten - veranlassenden Seethierchen. Eine besondere Quelle des Lichtes - werden wir in der Electricität kennen lernen. Sternschnuppen - und Feuerkugeln sind höchst wahrscheinlich kleine Weltkörper, - welche wie die Planeten um die Sonne kreisen und, in den - Anziehungskreis der Erde gerathen, herabfallen. Sie sind - an sich dunkel, wie die Planeten und Kometen, und erglühen - erst in Folge des Widerstandes, den sie in der Erdatmosphäre - erfahren. Für ihre Weltkörper-Natur spricht das Herabfallen von - Meteorsteinen beim Zerplatzen von Feuerkugeln, und besonders - die periodische Wiederkehr von Sternschnuppenschwärmen in den - Nächten vom 10. August und vom 12. bis 14. November. - - Irrlichter sind kleine Flämmchen, die bisweilen in sumpfigen - Gegenden erscheinen, die aber noch viel zu wenig beobachtet - sind, um über ihr Wesen völlig entscheiden zu können. Man hält - sie für ein phosphorhaltiges Wasserstoffgas, das als Flamme - verbrennt, sobald es aus dem Wasser aufsteigend in die Luft - übergeht. - - Das Licht, das von einem leuchtenden Punkte ausgeht, verbreitet - sich nach allen Richtungen und zwar in graden Linien. Diese - graden Lichtlinien nennen wir Lichtstrahlen. Das Licht pflanzt - sich mit außerordentlicher Geschwindigkeit fort, indem es - in einer Sekunde 40,257 geogr. Meilen (= 300000 Kilom.) - zurücklegt. Es durchläuft also den Raum von der Sonne zur Erde - (fast 150 Mill. Kilom.) in 8 Minuten 13 Sekunden, und seine - Geschwindigkeit übertrifft die des Schalles um das 900000fache. - - Treffen Lichtstrahlen auf ihrem Wege auf nicht leuchtende oder - dunkle Körper, so werden sie entweder _zurückgeworfen_ oder - _durchgelassen_. Dunkle Körper werden uns dadurch sichtbar, - daß die von ihnen zurückgeworfenen Lichtstrahlen in unser Auge - gelangen. Läßt ein Körper mehr oder weniger Licht durch sich - hindurchgehen, so nennen wir ihn _durchsichtig_ oder auch - nur _durchscheinend_. Läßt er gar kein Licht durch, wirft er - vielmehr alles Licht zurück, so heißt er _undurchsichtig_. - Wenn Lichtstrahlen aus einem durchsichtigen Körper in einen - andern übergehen, der aber eine andere Dichtigkeit besitzt, - so werden sie von ihrem Wege abgelenkt oder, wie man sagt, - _gebrochen_. Ebenso werden Lichtstrahlen von ihrem gradlinigen - Wege abgelenkt, wenn sie an den Rändern von undurchsichtigen - Körpern vorübergehen. Man nennt diese Ablenkung die _Beugung_ - des Lichts. - -=348. Warum= sehen wir den Blitz eines in einer gewissen Entfernung -abgeschossenen Gewehres, ehe wir den Knall hören? - -=Weil= das Licht eine weit größere Geschwindigkeit als der Schall -besitzt. Beide beruhen zwar auf Bewegungen, die gleichzeitig von dem -Gegenstande ausgehen, der die Erscheinungen hervorruft, also von -dem entzündeten Pulver des Gewehrs. Beide Bewegungen müssen sich -auch bis zu uns fortpflanzen, um von unserm Ohr und Auge empfunden -zu werden. Aber der Schall pflanzt sich nur langsam fort, während -die Geschwindigkeit des Lichtes so groß ist, daß sie für irdische -Entfernungen nur mit den künstlichsten Mitteln gemessen werden kann. -Für eine Strecke von 300 Metern braucht der Schall fast eine Sekunde, -das Licht aber nur den millionsten Theil einer Sekunde. - -[Illustration: Fig. 63.] - -=349. Warum= können wir in der Nähe einer Kerzenflamme die Schrift -eines Buches lesen, in einiger Entfernung aber nicht? - -=Weil= die Stärke der Beleuchtung, wie überhaupt jeder Wirkung, die -sich von einem Punkte aus gleichmäßig nach allen Seiten verbreitet, mit -der Entfernung abnimmt, und zwar in demselben Verhältniß, in welchem -die Fläche wächst, über welche sie sich verbreitet. In der doppelten -Entfernung ist die Fläche, welche die gesammte Lichtmenge empfängt, -4mal, in der dreifachen Entfernung 9mal so groß, und es empfängt darum -eine Fläche von bestimmter Größe, etwa ein Blatt Papier, von dem wir -lesen wollen, in der dreifachen Entfernung auch nur ein 9mal geringeres -Licht, erscheint uns also 9mal weniger hell. - -=350. Warum= sehen wir durch die Scheiben unserer Fenster die draußen -befindlichen Gegenstände? - -=Weil= die Glasscheiben durchsichtig sind, d. h. das von den draußen -befindlichen Gegenständen kommende Licht ungehindert durch sich -hindurch zu unserm Auge gelangen lassen. Vollkommen durchsichtig ist -aber auch das Glas nicht; sehr dicke Glasplatten halten vielmehr einen -großen Theil des Lichtes zurück und lassen uns darum die Gegenstände -nur undeutlich erkennen. Ebenso sind Luft und Wasser nicht vollkommen -durchsichtig. In tiefen Seen kann man nicht bis auf den Grund -sehen, wenn auch das Wasser noch so klar ist. Wäre die Luft völlig -durchsichtig, so würde uns der Himmel nicht blau, sondern schwarz -erscheinen, und wir würden jeden, auch den fernsten Gegenstand sehen, -sobald er nur im Bereich unserer Augen wäre. - -=351. Warum= sehen wir dunkle, d. h. nicht selbstleuchtende Körper, -wenn sie beleuchtet werden, und sich in unserm Gesichtskreise befinden? - -=Weil= alle Körper die auf ihre Oberfläche fallenden Lichtstrahlen -anderer selbstleuchtender Körper zurückwerfen, und diese -zurückgeworfenen Lichtstrahlen in unser Auge gelangen und hier den -Eindruck eines Bildes des beleuchteten Körpers erzeugen. Nur wenn ein -anderer undurchsichtiger Körper den beleuchteten Gegenstand bedeckt, d. -h. zwischen ihn und unser Auge tritt, können wir ihn nicht sehen, weil -der verdeckende Körper keinen der zurückgeworfenen Lichtstrahlen in -unser Auge gelangen läßt. - -[Illustration: Fig. 64.] - -=352. Warum= wirft ein undurchsichtiger Körper, wenn er beleuchtet -wird, einen Schatten hinter sich? - -=Weil= der undurchsichtige Körper den sich nur in grader Linie -bewegenden Lichtstrahlen den Weg versperrt und sie daher verhindert, -in den hinter ihm befindlichen Raum zu gelangen, so daß dieser -Raum unbeleuchtet bleibt und dunkel erscheint. Den unbeleuchteten -Raum hinter einem beleuchteten und undurchsichtigen Körper nennen -wir Schatten. Die Lage des Schattens ist abhängig von der Lage des -leuchtenden und des schattengebenden Körpers. Er bewegt sich, wenn -sich einer dieser Körper bewegt, und ist um so kleiner, je größer -die Entfernung zwischen beiden, und je senkrechter das Licht auf den -schattengebenden Körper fällt. Die Gestalt des Schattens ist nur von -der Gestalt und Lage des schattengebenden Körpers abhängig. Daher -erscheint der Schatten einer Kugel auf einer gegen die Lichtstrahlen -senkrechten Fläche stets kreisrund. Solche runde Schatten werfen auch -die nicht selbstleuchtenden Himmelskörper hinter sich, und es erklären -sich daraus die Sonnen- und Mondfinsternisse. Bei den letzteren -befindet sich der Mond im Schatten der Erde, bei den ersteren die Erde -im Schatten des Mondes. Wenn der leuchtende Körper größer ist als der -beleuchtete, so ist der eigentliche Schatten oder der Kernschatten, -welcher gar kein Licht empfängt, noch von einem weniger dunklen Raume, -dem Halbschatten, umgeben, welcher nur von einem Theile des leuchtenden -Körpers Licht erhält. Bei einer partialen Sonnenfinsterniß steht die -Erde nur im Halbschatten des Mondes. - -=353. Warum= sehen wir im Spiegel unser Bild? - -=Weil= die von der dem Spiegel zugewandten Seite unseres Körpers -zurückgeworfenen Lichtstrahlen, wenn sie auf den Spiegel fallen, durch -das durchsichtige Glas hindurchgehen, von der dahinter befindlichen -undurchsichtigen Belegung (Folie) aber wieder zurückgeworfen werden -und gerade so in unser Auge gelangen, als ob sie von einem hinter dem -Spiegel befindlichen, uns gleichen Bilde ausgegangen wären. - -[Illustration: Fig. 65.] - -=354. Warum= sehen wir das Bild eines Gegenstandes in einem Spiegel -genau so weit _hinter_ demselben, als der Gegenstand sich _vor_ -demselben befindet? - -=Weil= alle Lichtstrahlen, welche von einem leuchtenden Punkte -ausgehen, von einer Spiegelfläche genau unter demselben Winkel -zurückgeworfen werden, unter welchem sie auffallen, diese -zurückgeworfenen Strahlen aber darum auch in ihrer Verlängerung sich in -einem Punkte vereinigen müssen, der genau so weit hinter dem Spiegel -liegt, als der leuchtende Punkt vor demselben. Die zurückgeworfenen -Strahlen, welche in das Auge gelangen, machen daher auf dasselbe den -Eindruck, als ob sie von jenem Vereinigungspunkte hinter dem Spiegel -herkämen, da es gewohnt ist, die Ursache der Lichtempfindung in -der Richtung der Lichtstrahlen zu suchen. Diesen Vereinigungspunkt -der zurückgeworfenen Lichtstrahlen nennt man daher das Bild des -leuchtenden Punktes. Jeder Punkt eines Gegenstandes aber erzeugt sein -Bild hinter dem Spiegel und zwar in derselben Entfernung, in welcher -er vor demselben sich befindet. Alle Punkte zusammen bilden aber die -Oberfläche des gespiegelten Gegenstandes und alle diesen Punkten -entsprechenden Bilder das Gesammtbild desselben. Dieses Gesammtbild -des Gegenstandes muß also auch genau in derselben Entfernung hinter -dem Spiegel erscheinen, in welcher der Gegenstand vor demselben sich -befindet. Ebenso ist es in Gestalt und Größe demselben gleich. - -[Illustration: Fig. 66.] - -=355. Warum= sind dünne Glasspiegel besser als dicke? - -=Weil= nicht blos die hintere Belegung, sondern auch die vordere Fläche -des Glases spiegelt, besonders wenn man schief darauf sieht, und daher -doppelte Bilder entstehen, die einander verwirren und das Gesammtbild -undeutlich machen. Der Abstand dieser doppelten Bilder von einander -muß natürlich stets der doppelten Dicke des Glases gleich sein. Je -dicker das Glas, desto deutlicher werden die doppelten Bilder und desto -störender wirken sie. Die besten Spiegel sind daher Metallspiegel, da -diese nur einfache Bilder geben können. - -=356. Warum= können wir eine vollkommen gute Spiegelfläche gar nicht -sehen? - -=Weil= alles Licht, welches eine Spiegelfläche empfängt, so -zurückgeworfen wird, daß sich die von jedem Punkte des beleuchtenden -Körpers ausgehenden Strahlen wieder in einem Punkte hinter der -Spiegelfläche schneiden, wir also nur _hinter_ der Spiegelfläche -leuchtende Punkte, nämlich die Bilder der beleuchtenden Punkte und -nicht die Spiegelfläche selbst sehen. - -=357. Warum= geben nichtpolirte, wenn auch ebene Körper keine -Spiegelbilder? - -=Weil= eine solche nichtpolirte Ebene eine Menge kleiner Unebenheiten -besitzt, welche die von einem Punkte ausgehenden Strahlen unregelmäßig -zurückwerfen müssen, so daß sie sich nicht wieder in einem Punkte -hinter der ebenen Fläche vereinigen, also auch kein Bild des Punktes -erzeugen können. Statt des Bildes des beleuchtenden Gegenstandes sehen -wir vielmehr die beleuchtete Fläche selbst. Da nämlich jeder Punkt der -Fläche von unendlich vielen leuchtenden Punkten Licht erhält und dieses -zurückwirft, so müssen auch von jedem Punkte der Fläche unendlich viele -Strahlen nach allen Richtungen ausgehen, so daß wir jeden Punkt der -Fläche sehen. Solches unregelmäßig zurückgeworfene Licht, welches uns -die nichtpolirten oder nicht spiegelnden Flächen sichtbar macht, nennt -man auch zerstreutes Licht. - -[Illustration: Fig. 67.] - -=358. Warum= werden in einem Guckkasten die am Boden desselben -liegenden Bilder aufrecht gesehen? (Fig. 67.) - -=Weil= diese Bilder, ehe sie durch das Vergrößerungsglas zum Auge -gelangen, erst von einem unter 45° geneigten Spiegel zurückgeworfen, -und deshalb alle Punkte desselben von dem Auge genau so weit hinter den -Spiegel verlegt werden, als sie sich vor demselben befinden. Die von -den Endpunkten des Pfeils ~AB~ ausgehenden Lichtstrahlen, welche den -Spiegel in ~x~ und ~s~ treffen, werden so zurückgeworfen, daß das Auge -den Pfeil in ~ab~ zu sehen glaubt. - -=359. Warum= sieht man in einer sogenannten Spiegelkammer einen -einzelnen Gegenstand, etwa einen Schwan, ringsum hundertfach -vervielfältigt? - -=Weil= diese Spiegelkammer aus parallelen Spiegeln besteht, deren -jeder das Spiegelbild des andern wiederspiegelt und dies mit jedem -Spiegelbilde so lange wiederholt, bis die geschwächte Helligkeit die -Wahrnehmung der Bilder verhindert. - -[Illustration: Fig. 68.] - -=360. Warum= erblickt man in einem Kaleidoskop so schöne, beim -Schütteln des Instruments sich beständig verändernde sternförmige -Gruppirungen? (Fig. 68.) - -=Weil= am Ende der Röhre des Kaleidoskops zwei unter einem gewissen -Winkel gegen einander geneigte Spiegel befestigt sind, und die -dazwischen befindlichen kleinen Gegenstände, etwa Moos- und -Glasstückchen, von diesen wiederholt gespiegelt werden, und zwar so -oft, daß, unter Mitrechnung der Gegenstände selbst, genau so viel -Bilder erscheinen, als der Neigungswinkel der Spiegel in 360° enthalten -ist. Beträgt der Neigungswinkel 45°, so sieht man 8 Bilder, und zwar -symmetrisch gruppirt. - -[Illustration: Fig. 69.] - -=361. Warum= kann man mit Hülfe eines Hohlspiegels, den man gegen die -Sonne richtet, brennbare Körper entzünden? - -=Weil= ein Hohlspiegel, d. h. ein an seiner inneren Fläche polirtes -Stück einer Kugelschale, alle auf ihn fallenden Licht- und -Wärmestrahlen der Sonne so zurückwirft, daß sie sich in einem Punkte -vor dem Spiegel vereinigen und hier natürlich eine erhöhte Wärmewirkung -äußern. Doch geschieht dies nur dann, wenn die Lichtstrahlen -untereinander parallel auffallen, wie es bei den Sonnenstrahlen, der -ungeheuren Entfernung der Sonne wegen, der Fall ist, und wenn sie -zugleich in der Richtung der Axe des Hohlspiegels, d. h. senkrecht auf -die Mitte desselben einfallen. Der Punkt, in welchem die Vereinigung -der Strahlen und ihre erhöhte Wärmewirkung stattfindet, heißt der -_Brennpunkt_. Er liegt bei einem kugelförmig gekrümmten Spiegel in der -Achse und zwar in der Mitte zwischen dem Mittelpunkt der Kugel und -dem Mittelpunkt des Spiegels. Sein Abstand von dem Spiegel heißt die -_Brennweite_. - -=362. Warum= pflegt man Laternen und namentlich Wandleuchter mit -Blenden zu versehen? - -=Weil= man beabsichtigt, die sonst von der Flamme nach allen Richtungen -hin auseinander fahrenden Lichtstrahlen nach einer bestimmten Richtung -zusammenzuhalten, die Blenden aber, die nichts anderes als Hohlspiegel -sind, ebensowohl alle parallel mit der Achse auffallenden Lichtstrahlen -im Brennpunkt vereinigen, als auch umgekehrt alle aus dem Brennpunkt -herkommenden Strahlen parallel mit der Achse zurückwerfen. Die Flamme -muß sich also bei solchen Laternen oder Wandleuchtern stets genau im -Brennpunkt des Hohlspiegels oder der Blende befinden, wenn alle ihre -Lichtstrahlen in einer bestimmten Richtung zusammengehalten werden und -so den Zweck einer erhöhten Beleuchtung erfüllen sollen. - -[Illustration: Fig. 70.] - -=363. Warum= erscheinen bei Hohlspiegeln die Bilder der Gegenstände -nicht immer hinter dem Spiegel, wie bei ebenen Spiegeln? - -=Weil= auch in einem Hohlspiegel das Bild eines leuchtenden Punktes --- und darum auch eines Gegenstandes -- nur dadurch entstehen kann, -daß die von dem leuchtenden Punkte ausgehenden Strahlen vom Spiegel -zurückgeworfen, und die zurückgeworfenen Strahlen in einem Punkte -vereinigt werden, diese Vereinigung aber bei dem Hohlspiegel stets -vor dem Spiegel stattfindet, sobald der leuchtende Punkt weiter -als der Brennpunkt des Spiegels entfernt ist. Während also bei dem -ebenen Spiegel das Bild nur darum hinter dem Spiegel erscheint, weil -das Auge, indem es die zurückgeworfenen Strahlen verfolgt, ihre -Vereinigung hinter den Spiegel zu versetzen gezwungen ist, kommt hier -das Bild wirklich vor dem Spiegel, also im unmittelbaren Bereich -des Auges zu Stande. Ein solches Bild schwebt gleichsam in der Luft -und kann wirklich sichtbar gemacht werden, wenn man es auf einer -durchscheinenden matten Glasscheibe, oder Oelpapier, oder selbst Rauch- -oder Nebelwolken auffängt. Bei sehr großen Hohlspiegeln zeigen sich -die Bilder selbst ganz frei in der Luft und werden daher von Gauklern -häufig zu Geistererscheinungen benutzt. Diese Bilder sind stets -verkehrt, weil die von den oberen Theilen des Gegenstandes kommenden -Lichtstrahlen vom Spiegel nach unten, die von den unteren Theilen -kommenden nach oben zurückgeworfen werden. Sie sind ferner bei größerer -Entfernung des Gegenstandes verkleinert, bei größerer Nähe vergrößert -und erscheinen im ersteren Falle näher, im letzteren Falle entfernter. -Nur wenn ein Gegenstand sich zwischen dem Spiegel und seinem Brennpunkt -befindet, sieht man sein Bild hinter dem Spiegel und zwar aufrecht, wie -beim ebenen Spiegel, aber zugleich vergrößert in Folge der Krümmung der -spiegelnden Fläche. - -=364. Warum= zeigen die spiegelnden Glaskugeln in Gärten zwar stets ein -aufrechtes, aber zugleich verkleinertes Bild der Umgebung? - -=Weil= die von einem Gegenstande auf solche spiegelnde Glaskugeln, wie -überhaupt auf erhaben gekrümmte Spiegelflächen fallenden Lichtstrahlen, -wenn sie zurückgeworfen werden, auseinander gehen und sich zwar auch -hinter dem Spiegel, aber weit schneller vereinigen müssen, als bei -einem ebenen Spiegel. Die Bilder erscheinen wegen dieser früheren -Vereinigung der zurückgeworfenen Lichtstrahlen kleiner als die -Gegenstände, und zwar um so kleiner, je weiter die Gegenstände entfernt -sind. Da die Gegenstände einer Landschaft aber sehr verschiedene -Entfernungen haben, so erscheinen auch ihre Bilder sehr verschieden -verkleinert, und das Gesammtbild einer Landschaft auf einer solchen -Glaskugel ist darum stets ein verzerrtes. - -[Illustration: Fig. 71.] - -=365. Warum= erscheinen klare Gewässer, deren Grund man sehen kann, -weniger tief, als sie wirklich sind? - -=Weil= die Lichtstrahlen, wenn sie aus dem Wasser in die Luft, also -in ein Mittel von ganz verschiedener Dichtigkeit übergehen, von ihrem -Wege abgelenkt werden und so in unser Auge gelangen, als ob sie von -ganz anderen, höher gelegenen Punkten herkämen. Da wir aber gewohnt -sind, die Körper uns da zu denken, von wo ihre Lichtstrahlen herkommen, -so erscheint uns der Grund des Wassers höher, als er wirklich ist. -Darum scheinen auch Fische in klarem Wasser der Oberfläche näher zu -schwimmen, als wirklich der Fall ist. Ebenso scheint ein Geldstück auf -dem Boden eines Glases gehoben zu werden, wenn wir Wasser in das Glas -gießen. (Fig. 71.) - -[Illustration: Fig. 72.] - -=366. Warum= scheint ein Stab, den wir zum Theil in Wasser tauchen, z. -B. ein schräg in das Wasser gestemmtes Ruder, gebrochen zu sein? - -=Weil= wir nur den außerhalb des Wassers befindlichen Theil des Stabes -da sehen, wo er sich wirklich befindet, die von dem unter das Wasser -getauchten Theile zurückgeworfenen Lichtstrahlen aber beim Uebergange -in die Luft abgelenkt oder, wie man sagt, gebrochen werden und uns -daher diesen Theil des Stabes an einem andern Orte, und zwar etwas -höher erscheinen lassen, als er sich wirklich befindet. Der Stab kann -von uns also nicht mehr als gradliniger gesehen werden, sondern muß an -der Grenze zwischen Wasser und Luft geknickt oder gebrochen erscheinen. - -[Illustration: Fig. 73.] - -=367. Warum= sehen wir die Sonne bei ihrem Aufgang, noch ehe sie -wirklich über den Horizont aufgetaucht ist? - -[Illustration: Fig. 74.] - -=Weil= die Sonnenstrahlen, wenn sie durch unsere Atmosphäre gehen, aus -den dünneren Schichten der obern Regionen in immer dichtere der unteren -übergehen und dabei aus ihrer ursprünglichen Richtung abgelenkt oder -gebrochen werden, so daß wir die Sonne nicht mehr an ihrem wahren Orte, -sondern an einem anderen und zwar, wie wir sogleich sehen werden, höher -gelegenen Orte, auf welchen die Richtung der in unser Auge gelangenden -Lichtstrahlen hinweist, erblicken müssen. Wenn nämlich Lichtstrahlen -aus einem dichteren Mittel in ein dünneres, also aus Wasser in Luft -übergehen, so werden sie noch mehr von der senkrechten Richtung -abgelenkt, oder, wie man sagt, _vom_ Einfallsloth _hinweg_ gebrochen -(Fig. 74). Wenn sie aber von einem dünneren Mittel in ein dichteres, -also etwa aus dünneren Luftschichten in dichtere übergehen, so werden -sie dem Einfallsloth genähert oder _zum_ Einfallsloth gebrochen. Das -Letztere findet nun bei der aufgehenden Sonne statt. Ihre Strahlen -gelangen daher weniger schräg in unser Auge, als sie in die Atmosphäre -gelangt sind, lassen also die Sonne an einem höheren Orte erscheinen, -als sie wirklich sich befindet, und machen sie uns sogar sichtbar, wenn -sie noch unter dem Horizonte steht. - -=368. Warum= scheinen die Gegenstände zu zittern, wenn wir sie über ein -von der Sonne stark erwärmtes Dach hinweg sehen? - -=Weil= in Folge der Erhitzung ungleich dichte Luftschichten über dem -Dache entstehen, die in Folge dessen in Bewegung gerathen, so daß die -Lichtstrahlen, welche durch sie hindurchgehen, bald mehr, bald weniger -gebrochen werden, und daher in beständig wechselnden Richtungen in -unser Auge gelangen, welches nun die Gegenstände selbst beständig ihren -Ort wechseln sieht und dadurch den Eindruck des Zitterns erhält. - -=369. Warum= sehen wir die Fixsterne funkeln, während die Planeten ein -ruhiges Licht behaupten? - -=Weil= bei dem außerordentlich kleinen scheinbaren Durchmesser der -Fixsterne schon die geringste Veränderung in der Strahlenbrechung, wie -sie nothwendig mit der beständigen Bewegung dichterer und dünnerer -Luftschichten in der Atmosphäre verbunden ist, eine scheinbare -Veränderung ihres Orts, also ein Hin- und Herschwanken bewirkt. Die -Planeten aber behalten ihr ruhiges, klares Licht, weil ihr scheinbarer -Durchmesser größer ist, als die stärkste Veränderung, welche der -augenblickliche Wechsel in der Strahlenbrechung zu bewirken vermag. - -[Illustration: Fig. 75.] - -=370. Warum= erscheint ein leeres Probirgläschen, das wir schief in -ein Glas Wasser tauchen, nicht mehr durchsichtig, sondern gleichsam -metallisch glänzend, als ob Quecksilber darin wäre, wenn wir von oben -her darauf blicken? - -=Weil= die Lichtstrahlen, wenn sie sehr schief auf die Grenzfläche -zweier verschieden dichten Mittel auffallen, nicht mehr gebrochen, -sondern zurückgeworfen werden. Dasjenige Mittel also, durch welches -die Lichtstrahlen nicht mehr hindurchgehen, hier das lufterfüllte -Probirgläschen, erscheint nicht mehr durchsichtig, sondern spiegelnd. -Aus demselben Grunde sieht man auch kleine Luftbläschen im Wasser oft -als glänzende, fast undurchsichtige Perlen, und ebenso werden durch -diese Spiegelung Sprünge in Gläsern sichtbar gemacht. Man nennt diese -Erscheinung die vollkommene Zurückwerfung oder totale Reflexion. - -=371. Warum= ist der Schnee undurchsichtig, während doch die kleinen -Eiskrystalle, aus denen er besteht, für sich so vollkommen durchsichtig -sind? - -=Weil= das Licht beim Durchgange durch die vielen lufterfüllten -Zwischenräume, welche sich zwischen den einzelnen Schneekrystallen -befinden, eine Schwächung erleidet, so daß die auf den Schnee -auffallenden Lichtstrahlen nicht durch den Schnee hindurchgehen, -sondern zurückgeworfen werden. Sie erleiden an der Grenzfläche zwischen -Luft und Wasser jene totale Reflexion. Aus demselben Grunde wird auch -der Schaum schleimiger Flüssigkeiten und das Pulver zermahlenen Glases -undurchsichtig. Wenn man aber Wasser auf Schnee oder Glaspulver gießt, -so wird die Durchsichtigkeit wieder hergestellt. Das Wasser tritt dann -an die Stelle der das Licht aufhaltenden Luftbläschen, und das Licht -kann nun ungeschwächt von den Körpertheilchen zur Flüssigkeit und -von dieser wieder zu den Körpertheilchen übergehen. Papier wird aus -demselben Grunde durchscheinend, wenn es mit Oel getränkt wird. - -[Illustration: Fig. 76.] - -=372. Warum= sehen wir durch eine ebene Glasscheibe, etwa eine -Fensterscheibe, die Gegenstände nicht gebrochen und auch nicht merklich -verschoben oder verzerrt? - -=Weil= die Lichtstrahlen zwar beim Durchgange durch das Glas gebrochen -werden, beim Austritt in die Luft aber eine zweite Brechung im -entgegengesetzten Sinne erleiden, so daß die ablenkende Wirkung der -ersten Brechung durch die zweite wieder aufgehoben wird. Gerade soviel -als die Lichtstrahlen beim Uebergange aus dem dünneren Mittel in das -dichtere (aus der Luft in das Glas) zum Einfallsloth gebrochen werden, -gerade soviel werden sie beim Eintritt aus dem dichteren Mittel in das -dünnere (aus dem Glase in die Luft) wieder vom Einfallsloth abgelenkt. -Die austretenden Lichtstrahlen sind also den einfallenden parallel, und -die einzige Wirkung der Glasscheibe ist daher eine geringe Verschiebung -des Ortes, an welchem man den Gegenstand erblickt, die aber nur bei -sehr dicken Scheiben und nur, wenn man sehr schief hindurchsieht, -bemerkbar werden kann. - -[Illustration: Fig. 77.] - -=373. Warum= sieht man durch ein dreiseitiges Glasprisma die -Gegenstände nicht an ihrem wirklichen Orte, sondern bedeutend höher -oder tiefer? - -=Weil= der Weg, den ein gebrochener Lichtstrahl nimmt, von dem Winkel -abhängig ist, unter welchem er auf die Grenzfläche zweier verschiedener -Mittel trifft, und der aus- und eintretende Strahl daher auch nur -dann parallel sein können, wenn die Grenzflächen, an welchen der -Strahl aus- und eintritt, parallel sind. Wenn sie daher gegen einander -geneigt sind, wie bei einem dreiseitigen Prisma, so muß der austretende -Lichtstrahl eine ganz andere Richtung haben als der eintretende, und -zwar muß er nach oben abgelenkt sein, wenn die Kante des Prisma's nach -unten gerichtet ist, und umgekehrt nach unten, wenn die Kante des -Prisma's sich oberwärts befindet. Man sieht daher einen Gegenstand, den -man durch ein solches Prisma betrachtet, tiefer, als er sich wirklich -befindet, wenn die Kante oder der sogenannte brechende Winkel des -Prisma's nach unten gerichtet ist, und höher, als sein wirklicher Ort, -bei entgegengesetzter Haltung des Prisma's. - -[Illustration: Fig. 78.] - -=374. Warum= nennt man erhabene, d. h. nach beiden Seiten mit erhaben -gekrümmten Oberflächen versehene Gläser oder Linsen auch Brenngläser? - -=Weil= die Lichtstrahlen bei ihrem Eintritt in eine solche Linse und -beim Austritt aus derselben eine Brechung erleiden und zwar eine -solche, daß alle mit der Achse der Linse (d. h. mit der durch ihre -Mitte gehenden, senkrecht auf ihre gekrümmten Flächen gerichteten -Linie) parallel eintretenden Lichtstrahlen nach ihrem Austritt -in einen Punkt vereinigt werden. Da mit den Lichtstrahlen aber -auch die Wärmestrahlen diese Brechung erleiden, so wird in jenem -Vereinigungspunkt eine solche Hitze erzeugt, daß brennbare Körper -entzündet werden. Man nennt darum auch diesen Punkt den Brennpunkt und -seinen Abstand von der Linse die Brennweite. Da umgekehrt die aus dem -Brennpunkte kommenden Lichtstrahlen durch die Linse so gebrochen werden -müssen, daß sie nach ihrem Austritt sämmtlich in paralleler Richtung -fortgehen, so wendet man solche Linsen auch statt der Hohlspiegel, -namentlich auf Leuchtthürmen, an, um das von einer im Brennpunkt -stehenden Lampe kommende Licht nach einer Richtung hin zusammen zu -halten. - -[Illustration: Fig. 79.] - -=375. Warum= sieht man von einem Gegenstande, den man durch eine -erhabene Linse oder ein Brennglas betrachtet, ein entfernteres und -zugleich vergrößertes Bild? - -=Weil= die Lichtstrahlen, die von einem leuchtenden Punkte kommen, bei -ihrem Durchgange durch eine erhabene Linse einander genähert werden, -für das Auge also aus einer weiteren Entfernung zu kommen scheinen -müssen, da das Auge das Bild des Punktes dahin versetzt, wo sich die zu -ihm gelangenden Strahlen vereinigen. Zugleich muß aber auch das Bild -des ganzen Gegenstandes dem Auge vergrößert erscheinen, weil die von -seinen äußersten Punkten kommenden Lichtstrahlen durch die Brechung -ebenfalls genähert werden, also einen größeren Winkel mit einander -bilden und darum auch dem gesehenen Bilde einen größeren Durchmesser -geben. Diese Vergrößerung findet indeß nur statt, wenn der Gegenstand -sich der Linse sehr nahe befindet, und zwar innerhalb der Brennweite -derselben. Ist er weiter entfernt, so vereinigen sich seine Strahlen -jenseits der Linse und erzeugen dort ein Bild. - -[Illustration: Fig. 80.] - -=376. Warum= wird von einem entfernten Gegenstande durch eine erhabene -Glaslinse ein verkleinertes und verkehrtes Bild erzeugt, wenn man auf -der anderen Seite der Linse ein Blatt Papier entgegenhält? - -=Weil= die von einem entfernten Punkte kommenden Lichtstrahlen bei -ihrem Durchgange durch die Linse einander genähert werden und daher in -geringerer Entfernung hinter der Linse zur Vereinigung kommen, dadurch -aber ein Bild des Gegenstandes erzeugen, das um so kleiner sein muß, je -weiter der Gegenstand entfernt ist, und je näher am Brennpunkte darum -das Bild erzeugt wird. Da die von den oberen Theilen des Gegenstandes -kommenden Strahlen durch die Linse nach unten, die von den unteren -kommenden Strahlen nach oben abgelenkt werden, so muß dies Bild ein -verkehrtes sein. Dies Bild ist aber ein wirkliches, auf einem Blatt -Papier sichtbar zu machendes, nicht blos ein solches, das das Auge sich -erzeugt, indem es die Lichtstrahlen rückwärts bis zu ihrer Vereinigung -verfolgt. - -[Illustration: Fig. 81.] - -=377. Warum= erscheinen, durch ein Hohlglas betrachtet, alle -Gegenstände zwar aufrecht, aber verkleinert und genähert? - -=Weil= durch ein Hohlglas, d. h. eine nach beiden Seiten hohlgekrümmte -Linse, die von einem leuchtenden Punkte kommenden Lichtstrahlen so -gebrochen werden, daß sie noch weiter auseinandergehen, als vor ihrer -Brechung, so daß das Auge also ihre Vereinigung und damit den Ort -ihres Ursprungs näher suchen muß, als der wirklich leuchtende Punkt -sich befindet, und der Gegenstand selbst ihm darum auch kleiner -erscheinen muß, als er in Wirklichkeit ist. - -[Illustration: Fig. 82.] - -=378. Warum= bedienen sich angehende Maler gern einer ~Camera obscura~ -(Fig. 82), um Landschaften zu zeichnen? - -=Weil= durch die erhabene Glaslinse dieses Apparates von entfernten -Gegenständen, also von einer Landschaft, in der Nähe des Brennpunktes -der Linse ein kleines Bild erzeugt wird, das auf einen unter 45° -geneigten Spiegel fällt und von diesem vollkommen treu auf eine -mattgeschliffene Glasplatte zurückgeworfen wird, auf welcher sich -die Umrisse desselben leicht nachzeichnen lassen. Die inneren Wände -des Kastens sind geschwärzt, und die Oeffnung über der Glasscheibe -ist durch einen Deckel vor dem Eindringen fremden, störenden Lichtes -geschützt. Man nennt deshalb den Apparat ~Camera obscura~ oder -Dunkelkammer. Er dient auch dem Photographen, um Bilder auf Platten -zu erzeugen, die für die chemischen Wirkungen des Lichts empfindlich -gemacht sind, und auf denen sie dann durch ein chemisches Verfahren -dauernd gemacht werden. Die ~Camera obscura~ ist schon im Jahre 1558 -von dem Italiener _Porta_ erfunden. - -[Illustration: Fig. 83.] - -=379. Warum= erscheint uns ein Gegenstand um so kleiner, je entfernter -er ist? - -=Weil= wir die Größe eines Gegenstandes nach der Größe seines -Gesichtswinkels, d. h. desjenigen Winkels beurtheilen, welchen die -von den beiden äußersten Grenzpunkten eines Gegenstandes kommenden -Strahlen im Auge bilden. Dieser Gesichtswinkel hängt aber nicht blos -von der wirklichen Größe des Gegenstandes, sondern auch von seiner -Entfernung ab; er ist um so kleiner, je entfernter der Gegenstand ist. -Deshalb kann auch ein großer, aber ferner Gegenstand (~cd~) durch einen -kleinen, aber nahen (~ab~) völlig verdeckt werden. Mit der Hand können -wir einen entfernten Baum, sogar ganze Weltkörper, wie die Fixsterne, -verdecken. - -=380. Warum= scheinen uns im Winter in einer Schneelandschaft ferne -Gegenstände näher zu sein als im Sommer? - -=Weil= die hellere Beleuchtung in Folge der starken Zurückstrahlung -des Lichtes durch den Schnee uns über die Entfernung täuscht. Unser -Urtheil über Entfernungen wird nämlich besonders durch die Helligkeit -und Deutlichkeit des gesehenen Gegenstandes bestimmt. Darum halten wir -auch eine entfernte Feuersbrunst in der Nacht leicht für zu nahe; denn -das Feuer leuchtet in der Nacht stärker als am Tage. - -=381. Warum= erscheint uns das Himmelsgewölbe gleichsam wie -herabgedrückt? - -=Weil= die über uns befindlichen Luftschichten durchsichtiger und -heller sind, als die am Horizonte, und weil zugleich zwischen Himmel -und Erde nichts ist, wonach sich die Entfernung abmessen ließe. Unser -Urtheil über Entfernungen wird nämlich auch durch die zwischen uns und -dem Gegenstande befindlichen Dinge bestimmt. Auf einer baumlosen Ebene -erscheinen uns alle Gegenstände näher, als auf einer unebenen, hier -und da mit Bäumen und Häusern besetzten oder von Hügeln und Wäldern -unterbrochenen Fläche. Auch Höhen pflegen wir deshalb zu niedrig zu -schätzen. - -=382. Warum= erscheinen uns Sonne und Mond bei ihrem Auf- und -Untergange größer als sonst? - -=Weil= sie in Folge der Schwächung ihres Lichtes durch die dichteren -Luftschichten der unteren Atmosphäre weniger hell als in größerer Höhe -erscheinen, und weil wir zugleich bei ihrem Auf- und Untergange die -zwischen ihnen und uns befindlichen vielen Gegenstände auf dem Erdboden -wahrnehmen, und wir dadurch verleitet werden, sie für entfernter und -darum für größer zu halten als sonst. - -=383. Warum= sehen wir mit beiden Augen die Gegenstände nicht doppelt? - -=Weil= jedes Auge einen leuchtenden Punkt an dem Orte sucht, auf -welchen die Richtung der von dem leuchtenden Punkte kommenden Strahlen -hinweist, beide Augen aber das Bild des gesehenen Gegenstandes auf -ähnlich gelegenen Stellen der empfindlichen Nervenhaut des Auges oder -der Netzhaut empfangen, beide Eindrücke darum auch als ähnliche oder -gleiche empfunden werden müssen. Fällt das Bild eines Gegenstandes -nicht in beiden Augen auf ähnliche Stellen der Netzhaut, in dem einen -etwa auf die linke, in dem andern auf die rechte Seite derselben, so -sind auch die Eindrücke desselben Körpers auf beide Augen verschieden, -und wir sehen denselben doppelt. Davon kann man sich leicht überzeugen, -wenn man zwei Finger aufrecht in einiger Entfernung hinter einander -vor das Gesicht hält. Richtet man dann beide Augen aufmerksam auf den -nächsten Finger, so fällt sein Bild in beiden Augen auf die Mitte der -Netzhaut, und man sieht ihn einfach; das Bild des entfernten Fingers -aber liegt in dem rechten Auge links, in dem linken rechts von der -Mitte der Netzhaut, und man sieht ihn daher doppelt. Fixirt man -umgekehrt den entfernten Finger, so erscheint dieser einfach und der -nähere doppelt. - -=384. Warum= erblickt man einen leuchtenden Kreis, wenn man eine -glühende Kohle im Dunkeln schnell im Kreise herumschwingt? - -=Weil= ein auf die Netzhaut gemachter Lichteindruck nicht plötzlich -aufhört, sondern noch einige Zeit fortdauert, ehe er ganz erlischt, -mehrere Lichteindrücke daher, die so schnell auf einander folgen, daß -der vorangehende noch fortdauert, wenn der nachfolgende hinzukommt, in -eine einzige Wahrnehmung zusammenfließen und von dem Auge gleichzeitig -empfunden werden müssen. - -[Illustration: Fig. 84. - -~a~) Harte Haut; ~b~) durchsichtige Hornhaut; ~c~) Aderhaut; -~d~) Netzhaut; ~e~) wässerige Feuchtigkeit; ~f~) Linse; ~g~) -Glasfeuchtigkeit.] - -=385. Warum= sieht ein gesundes Auge nahe und ferne Gegenstände gleich -deutlich? - -=Weil= das Auge die Eigenschaft besitzt, seine Gestalt zu ändern und -der Entfernung der Gegenstände anzupassen, d. h. sich so einzurichten, -daß sowohl die von nahen als die von fernen Gegenständen kommenden -Lichtstrahlen sich genau auf der empfindlichen Netzhaut vereinigen -und also ein deutliches Bild erzeugen. Das Auge besteht nämlich -aus mehreren durchsichtigen Häuten und Flüssigkeiten. Der ganze -kugelförmige Augapfel ist äußerlich von einer harten Hornhaut umgeben, -die nur in ihrem vorderen Theile durchsichtig ist. Ein durchsichtiger, -linsenförmiger, d. h. nach beiden Seiten erhaben gekrümmter Körper, -die sogenannte Krystalllinse, theilt das Innere des Augapfels in -zwei Kammern. Die Innenwand der hinteren Kammer ist von der Aderhaut -und darüber von der Netzhaut bekleidet, in welcher sich der Sehnerv -ausbreitet. Den inneren Raum dieser Kammer erfüllt die durchsichtige -Glasfeuchtigkeit, den der vorderen die ebenso durchsichtige wässerige -Feuchtigkeit. Durch diese Häute und Flüssigkeiten -- die vordere stark -gekrümmte Hornhaut, die wässerige Feuchtigkeit, die Krystalllinse -und die Glasfeuchtigkeit -- müssen alle Lichtstrahlen hindurchgehen, -ehe sie von den Nerven der Netzhaut empfunden werden. Bei diesem -Durchgange erleiden sie natürlich eine Brechung und werden zu einem -kleinen Bilde vereinigt. Dieses Bild kann aber nur deutlich sein, -wenn es auf der Netzhaut entsteht. Nun wissen wir, daß die durch ein -erhabenes Linsenglas -- wie das Auge und namentlich die Krystalllinse -desselben im Wesentlichen ist -- entworfenen Bilder keinesweges alle -die gleiche Entfernung von der Linse haben. Das Bild eines entfernten -Gegenstandes entsteht vielmehr der Linse sehr nahe, während das Bild -eines nahen Gegenstandes weiter von ihr entfernt erscheint. Durch die -Krystalllinse würden daher nur in einer bestimmten Entfernung vom Auge -befindliche Körper genau auf der Netzhaut abgebildet werden, die Bilder -entfernterer Gegenstände aber vor die Netzhaut, die Bilder näherer -Gegenstände hinter die Netzhaut fallen und daher auch kein deutliches -Sehen möglich machen. Die Eigenschaft des Auges, sich der Entfernung -der Gegenstände anzupassen, beruht also auf einer Formveränderung -seiner brechenden Bestandtheile. Bei Betrachtung naher Gegenstände -wölbt es sich mehr und entfernt dadurch zugleich die Krystalllinse mehr -von der Netzhaut, so daß die Bilder nicht mehr hinter, sondern auf die -Netzhaut fallen. Bei Betrachtung ferner Gegenstände verflacht sich das -Auge und nähert die Linse der Netzhaut, so daß die Bilder nicht vor, -sondern auf die Netzhaut fallen. So ist in beiden Fällen ein deutliches -Sehen möglich. - -[Illustration: Fig. 85.] - -=386. Warum= sehen weitsichtige Personen ohne Brille nahe Gegenstände -sehr undeutlich? - -=Weil= ihre Augen in Folge des Alters oder der Gewöhnung die Fähigkeit -verloren haben, sich für ein Sehen in der Nähe passend zu ändern, -die von nahen Gegenständen kommenden Lichtstrahlen darum durch ihre -Krystalllinse nicht stark genug gebrochen werden und deshalb schon -vor ihrer Vereinigung auf die Netzhaut treffen, hier also von jedem -Punkte des Gegenstandes ein Bild erzeugen, das nicht wieder ein Punkt, -sondern ein kleiner Kreis ist, der mit eben solchen benachbarten -Kreisen verschwimmt und so eine Undeutlichkeit des Gesammtbildes des -Gegenstandes veranlaßt. Weitsichtige können sich daher beim Sehen naher -Gegenstände nur durch eine Brille helfen, und zwar durch eine solche -mit erhabenen Gläsern, die eine stärkere Brechung der Lichtstrahlen und -eine frühere Annäherung derselben bewirken, so daß ihre Vereinigung -auf der Netzhaut geschieht und hier deutliche Bilder erzeugt werden. - -[Illustration: Fig. 86.] - -=387. Warum= sehen manche Menschen entfernte Gegenstände nicht oder -sehr undeutlich, während sie doch gut in der Nähe sehen? - -=Weil= die Augen solcher Menschen, die man Kurzsichtige nennt, durch -Gewöhnung die Fähigkeit verloren haben, sich für ein Sehen in die Ferne -einzurichten, und ihre Krystalllinse und Hornhaut zu stark gekrümmt -ist, so daß die hindurchgehenden Lichtstrahlen ferner Gegenstände -zu stark gebrochen werden, sich bereits vor der Netzhaut vereinigen -und auf diese erst wieder auseinandergehend auffallen, so daß auf -derselben wieder die Bilder von Punkten nicht als Punkte, sondern als -Kreise erscheinen. Ein deutliches Sehen in die Ferne wird solchen -Kurzsichtigen nur durch Brillen mit Hohlgläsern möglich, durch welche -ein Auseinanderlaufen der Lichtstrahlen bewirkt wird, so daß die zu -starke Brechung in der Krystalllinse nun ihre Vereinigung auf der -Netzhaut nicht mehr verhindern kann. - -[Illustration: Fig. 87.] - -=388. Warum= werden uns durch eine Lupe oder ein Mikroskop Gegenstände -deutlich sichtbar gemacht, die wir ihrer Kleinheit wegen mit bloßen -Augen nicht sehen können? - -[Illustration: Fig. 88.] - -=Weil= die Lupe uns gestattet, den kleinen Gegenstand in großer Nähe zu -betrachten, dieser aber um so größer erscheint, je näher er dem Auge, -und je größer sein Sehwinkel ist. Das Auge vermag nämlich nicht in -beliebiger Nähe deutlich zu sehen. Die geringste Weite des deutlichen -Sehens beträgt für ein gesundes Auge etwa 21 Centimeter; von näher -gebrachten Gegenständen vermögen sich die Strahlen nicht mehr auf der -Netzhaut zu einem deutlichen Bilde zu vereinigen. Die Lupe ist nun -eine erhabene Linse, welche von einem Gegenstande, der sich innerhalb -ihrer Brennweite, d. h. zwischen ihr und dem Brennpunkt befindet, ein -entferntes Bild erzeugt (Fig. 87). Hält man daher eine solche Lupe -vor das Auge, so kann man es einrichten, daß das Bild des dahinter -befindlichen Gegenstandes genau in der Weite des deutlichen Sehens -erscheint. Je kleiner die Brennweite der Linse ist, desto näher muß -der kleine Gegenstand derselben gebracht werden, wenn sein Bild in -derselben Entfernung erscheinen soll. Je näher aber der Gegenstand dem -Auge rückt, um so größer wird sein Sehwinkel, und um so mehr erscheint -er vergrößert. Eine erhabene Linse vergrößert daher um so mehr, je -kleiner ihre Brennweite ist. Eine Lupe vergrößert überhaupt so viel -mal, als ihre Brennweite in der Sehweite des Auges enthalten ist. Bei -dem zusammengesetzten Mikroskop (Fig. 88) wird das von einer Linse (der -Objektiv-Linse, ~AB~) in der Nähe des Auges erzeugte Bild (~b~) durch -eine zweite Linse (das Ocular, ~CD~) betrachtet, und der Gegenstand -erscheint daher noch stärker vergrößert, weil schon das Bild, welches -man durch die Lupe betrachtet, vergrößert ist. Das Mikroskop wurde -zu Anfang des 17. Jahrhunderts von dem Holländer _Zacharias Janssen_ -erfunden. - -=389. Warum= sieht man durch ein Fernrohr Sterne am Himmel, wo das -bloße Auge kaum einen Lichtschimmer gewahrt? - -=Weil= die von dem fernen Stern kommenden Lichtstrahlen, die durch -Zerstreuung für das bloße Auge zu sehr geschwächt sind, in dem Fernrohr -durch eine convexe Linse gesammelt werden, und das dadurch erzeugte -Bild des Sternes dann durch eine zweite Convexlinse für das Auge in -die deutliche Sehweite gerückt wird. Jedes Fernrohr besteht also aus -zwei Linsen, der Objectivlinse, welche das Bild des fernen Gegenstandes -erzeugt, und der Ocularlinse, durch welche das Auge das Bild in der -deutlichen Sehweite betrachtet. Die Vergrößerung, welche ein Fernrohr -bewirkt, ist um so stärker, je größer die Brennweite des Objectivs und -je kleiner die des Oculars ist. Statt der convexen Ocularlinse kann -man auch eine biconcave oder auf beiden Seiten hohl geschliffene Linse -anwenden. Statt der Objectivlinsen, die sich von bedeutender Größe, -wie sie zu starken Vergrößerungen erforderlich sind, nicht leicht -fehlerfrei herstellen lassen, kann man auch große metallene Hohlspiegel -benutzen. Die mit Linsen versehenen Fernröhre nennt man dioptrische, -die mit Spiegeln versehenen katoptrische oder Spiegelteleskope. Man -unterscheidet daher: - -[Illustration: Fig. 89.] - -1) das astronomische oder _Kepler_'sche Fernrohr (Fig. 89) mit -zwei convexen Linsen, von welchem sich das terrestrische, zur -Betrachtung irdischer Gegenstände bestimmte Fernrohr nur durch -eine _dritte_ Convexlinse unterscheidet, die zwischen Ocular und -Objectiv eingeschoben ist, um das im astronomischen Fernrohr verkehrt -erscheinende Bild in die natürliche Lage umzukehren; - -[Illustration: Fig. 90.] - -2) das holländische oder _Galilei_'sche Fernrohr (Fig. 90) mit convexer -Objectiv- und concaver Ocularlinse; - -[Illustration: Fig. 91.] - -3) das Spiegelteleskop, in welchem das durch den Hohlspiegel erzeugte -Bild von einem kleinen Planspiegel aufgefangen und durch die -- -entweder, wie bei dem _Newton_'schen Teleskop (Fig. 91), in einer -Seitenöffnung des Rohrs, oder, wie bei dem _Gregory_'schen, in der -Mitte des Hohlspiegels selbst befindliche -- Ocularlinse betrachtet -wird. Bei dem großen _Herschel_'schen Teleskop, dessen Spiegel 1¼ -Meter Durchmesser und 12½ Meter Brennweite hatte, und das eine -7000malige Vergrößerung zuließ, wurde das vom Hohlspiegel erzeugte Bild -unmittelbar durch das Ocular betrachtet. Das berühmte Teleskop des Lord -_Rosse_ bei Dublin hat sogar einen Spiegel von 1-7/8 Meter Durchmesser -und 15½ Meter Brennweite. - -Das Fernrohr wurde um das Jahr 1603 von dem Holländer _Hans Lippershey_ -und kurz darauf (1610) von _Galilei_ erfunden. Das erste astronomische -Fernrohr wurde von _Kepler_ 1611 construirt. Das erste Spiegelteleskop -rührt von _James Gregory_ in England (1663) her. - -[Illustration: Fig. 92.] - -=390. Warum= sehen wir nur mit beiden Augen die Dinge als wirkliche -Körper, und warum können wir das täuschendste Bild doch von einem -Körper unterscheiden? - -=Weil= wir von einem Körper in jedem Auge ein anderes Netzhautbild -erhalten, mit dem linken Auge nämlich mehr von den linksliegenden -Theilen desselben, mit dem rechten mehr von den rechtsliegenden sehen, -unser Urtheil sich aber auf die Zusammenfassung dieser verschiedenen -gleichzeitigen Eindrücke stützt, wenn es die Vorstellung der -Körperlichkeit gewinnt. Auch das beste Gemälde kann immer nur den -Eindruck einer Fläche gewähren. In dem Stereoskop ist dagegen der -natürliche Vorgang des Sehens nachgeahmt. Zwei von etwas verschiedenen -Standpunkten aufgenommene Zeichnungen oder Photographien eines -Gegenstandes oder einer Landschaft werden neben einander gelegt und -durch Linsengläser betrachtet, die so angebracht sind, daß sich ihre -Achsen in der deutlichen Sehweite schneiden, und die beiden Ansichten -des Gegenstandes für beide Augen darum zusammenfallen. Bei unserem -gewöhnlichen Stereoskop (Fig. 92) sind die Gläser, durch welche die -beiden Augen blicken, die keilförmigen Hälften einer durchgeschnittenen -Sammellinse. Tritt ein Lichtstrahl ~aa´~ in eines dieser Gläser ein, -so wird er gebrochen und gelangt in der Richtung ~a´´ L~ in das Auge, -das darum auch den Gegenstand der Lichtempfindung, den Punkt ~a~, in -die Verlängerung dieser Richtung, in die Linie ~LL´~, verlegt. Dasselbe -gilt auch für den vom Punkte ~b~ ausgehenden Lichtstrahl, dessen Bild -vom andern Auge in der Richtung ~RR´~ gesehen wird. Die Bilder der -Punkte ~a~ und ~b~ werden also zugleich in den Linien ~LL´~ und ~RR´~ -gesehen und fallen darum in ihrem Schnittpunkte ~c~ zusammen. Sind nun -~a~ und ~b~ zwei um die natürliche Entfernung der Augen von einander -abstehende Punkte zweier gleichen Zeichnungen, so wird dies auch von -allen ähnlichen Punktpaaren, also von den ganzen Zeichnungen gelten, -und auch diese müssen zusammenfallen. Auch die inneren Flächen ~G~ und -_G´_ der Seitenwände des Stereoskops werden dabei nach ~s~ und ~s´~ -verschoben, und ebenso wird die Fläche ~r~ der Scheidewand bei ~r´~, -die Fläche ~l~ bei ~l´~ gesehen, so daß also ~r´~ mit ~s~ und ~l´~ mit -~s´~ zusammenfallen. - -[Illustration: Fig. 93.] - -Es bedarf auch nicht immer des Stereoskops, um durch zwei für jedes -der beiden Augen besonders entworfene Zeichnungen den Eindruck der -Körperlichkeit zu gewinnen. Bei kleinen Zeichnungen gelingt dies schon -mit den bloßen Augen. Man bringe z. B. die beistehenden, den beiden -Augen entsprechenden Zeichnungen eines Würfels (Fig. 93) in die Weite -des deutlichen Sehens und richte dann fest und ruhig den Blick auf -dieselben oder noch besser auf den sie trennenden Zwischenraum, und man -wird die Bilder bald zusammenrücken sehen und den Anblick des Körpers -erhalten. Noch leichter gelingt es, wenn man einen Pappstreifen oder -ein Brett senkrecht zwischen die Zeichnungen setzt und so mit jedem -Auge nur eine Zeichnung fixirt. - -Das Stereoskop ist von dem Engländer _Wheatstone_ im Jahre 1838 -erfunden und von _Brewster_ verbessert worden. - - - - -Die Farben. - - - Wie wir Schallwellen von verschiedener Geschwindigkeit als - verschiedene Töne empfinden, so empfinden wir Lichtwellen von - verschiedener Geschwindigkeit als Farben. Die am schnellsten - schwingenden Lichtwellen erscheinen uns als violette Strahlen, - die am langsamsten schwingenden als rothe Strahlen. Die - Schnelligkeit der Schwingungen, auf welchen das Licht beruht, - ist aber eine bei weitem größere, als die Schnelligkeit der - Schallschwingungen. Während der tiefste hörbare Ton etwa - 8, der höchste 24000 Doppel-Schwingungen (oder 16 resp. - 48000 einfachen Schwingungen) in der Secunde entspricht, - wird das rothe Licht durch Schwingungen erzeugt, deren 450 - Billionen in der Secunde erfolgen, das violette Licht sogar - durch 800 Billionen Schwingungen in der Secunde. Wegen der - verschiedenen Schwingungsgeschwindigkeit müssen daher auch - die verschiedenfarbigen Lichtstrahlen verschieden gebrochen - werden. Die rascher schwingenden, also die violetten Strahlen - müssen beim Durchgange durch brechende Mittel mehr abgelenkt - werden, als die langsamer schwingenden, also die rothen - Strahlen. Deswegen kann das weiße Sonnenlicht, welches alle - verschiedenfarbigen Strahlen gemischt enthält, durch Brechung - in seine einzelnen Farben zerlegt werden. - -[Illustration: Fig. 94.] - -=391. Warum= sehen wir ein prachtvolles buntes Farbenbild, wenn die -Sonne durch ein Glas Wasser hindurchscheint, oder noch besser, wenn wir -das Sonnenlicht durch ein dreiseitiges Glasprisma hindurchgehen lassen, -besonders in einem dunkeln Zimmer, in welches nur wenige Sonnenstrahlen -durch eine kleine Oeffnung eintreten können? - -=Weil= die Sonnenstrahlen beim Durchgange durch das Wasser oder durch -das Glasprisma gebrochen und zwar, wenn die Kante des Prisma's nach -unten gekehrt ist, nach oben abgelenkt werden, zugleich aber, da sie -verschieden brechbar sind, auch eine verschiedene Ablenkung erfahren -und so in dem Bilde nicht mehr über, sondern neben einander erscheinen. -Die verschieden brechbaren Strahlen des Sonnenlichtes sind also -durch das Prisma getrennt oder zerstreut und erscheinen für sich als -besondere Farben: die violettem als die am stärksten brechbaren, zu -oberst, dann die blauen, die grünen, die gelben, die orangefarbigen -und endlich, als die am wenigsten brechbaren, die rothen. Wäre das -Licht einfach, so würde es auch beim Durchgange durch ein Prisma ein -kleines rundes Sonnenbild zeigen, nur an einer etwas höheren Stelle -der Wand, als wir es ohne das Prisma sehen. Daß dies prismatische -Farbenbild oder das Spectrum, wie man es auch nennt, aber nicht blos -an einer höheren Stelle, sondern auch in die Länge gezogen erscheint, -ist ein Beweis, daß das weiße Sonnenlicht aus verschiedenen Strahlen -besteht, deren jeder eine andere Brechung durch das Prisma erfährt. Daß -wirklich die Farben nur durch eine Trennung der verschieden brechbaren -Strahlen erzeugt werden, geht daraus hervor, daß, wenn man alle diese -farbigen Strahlen wieder durch ein zweites, entgegengesetzt, also -mit der Kante nach oben gekehrtes Prisma durchgehen läßt, welches -deren Vereinigung bewirkt, das Bild wieder weiß erscheint. Natürlich -muß diese Farbenzerstreuung überall eintreten, wo das Licht durch -durchsichtige Körper, seien es feste oder flüssige hindurchgeht, -sobald diese nicht von parallelen ebenen Flächen begrenzt werden, also -auch beim Durchgange durch ein Glas Wasser oder durch eine Glaslinse. -Das Farbenbild, welches die Glaslinse erzeugt, wird natürlich ein -ringförmiges sein müssen. - -Der berühmte englische Physiker _Newton_ war es, der im Jahre 1666 -zuerst die Farbenzerstreuung durch Versuche nachwies und aus der -verschiedenen Brechbarkeit der farbigen Strahlen erklärte. - -=392. Warum= erblicken wir beim Durchsehen durch gute Fernröhre -keine farbigen Ränder, obgleich das Licht doch auch durch Glaslinsen -hindurchgeht? - -=Weil= die Linsen in solchen Fernröhren keine gewöhnlichen, sondern -sogenannte achromatische Linsen sind, die aus zwei Glaslinsen -zusammengesetzt sind, einer erhabenen aus Crownglas und einer Hohllinse -aus Flintglas, welche in dieser Verbindung die Farbenzerstreuung völlig -aufheben, die Brechung aber, auf welcher die Erzeugung des Bildes im -Fernrohr beruht, bestehen lassen. Das Crownglas bricht nämlich das -Licht fast ebenso stark, wie das bleihaltige Flintglas, zerstreut aber -die Farben in viel geringerem Maße. Das durch ein Crownglas-Prisma -erzeugte Farbenbild erscheint also ziemlich an derselben Stelle, -wie das durch ein Flintglas-Prisma erzeugte, ist aber weniger in -die Länge gezogen. Verbindet man zwei Prismen von Crownglas und -Flintglas so, daß ihre brechenden Winkel eine entgegengesetzte Lage -haben, so erleidet der hindurchgehende Lichtstrahl entgegengesetzte -Brechungen und entgegengesetzte Farbenzerstreuungen. Giebt man dem -Crownglasprisma einen genügend größeren brechenden Winkel, so wird die -Farbenzerstreuung ganz aufgehoben, die Brechung aber nur zum Theil. -Ein solches zusammengesetztes Prisma hat also die Wirkung eines -einfachen mit kleinerem brechenden Winkel, ohne farbige Erscheinungen -hervorzurufen. Ganz dasselbe, was von Prismen gilt, muß aber auch -von Linsen gelten, da ein Lichtstrahl beim Durchgang durch eine -erhabene und eine Hohllinse gleichfalls entgegengesetzte Brechung und -Farbenzerstreuung erleidet. - -Die Erfindung dieser für Fernröhre und Mikroskope außerordentlich -wichtigen achromatischen Linsen rührt von dem Engländer _Dollond_ -(1757) her. - -=393. Warum= funkeln Thautropfen in der Morgensonne oft in den -prachtvollsten Farben? - -=Weil= die Thautropfen die durchgehenden Sonnenstrahlen stark brechen, -jeder Thautropfen aber bei einer bestimmten Stellung des Auges ihm -nur eine einzige Art farbiger Strahlen zusendet, während die übrigen -farbigen Strahlen so weit von dieser Richtung abweichen, daß sie -an dem Auge unbemerkt vorübergehen. Unter den vielen von der Sonne -beleuchteten Thautropfen erscheint also der eine dem Auge grün, der -andere niedriger befindliche violett, der dritte darüber roth, und so -bieten sich dem Auge die verschiedensten Farben dar, die mit jedem -Schritte wechseln müssen, da für jede andere Stellung des Auges jeder -Tropfen andersfarbige Lichtstrahlen ihm zusendet. - -[Illustration: Fig. 95.] - -=394. Warum= bildet sich ein farbiger Regenbogen, wenn die -Sonnenstrahlen eine regnende Wolke treffen, die der Sonne gegenüber -steht? - -=Weil= die Sonnenstrahlen beim Eintritt in die Regentropfen gebrochen, -von ihrer dunkeln Hinterwand zurückgeworfen und bei ihrem Austritt -aus den Tropfen nochmals gebrochen und in farbige Strahlen zertheilt -werden, die in unser Auge gelangen, wenn wir so stehen, daß wir die -regnende Wolke vor uns, die Sonne im Rücken haben. Jeder Tropfen -sendet, wie der Thautropfen im Grase, bei einer bestimmten Stellung -des Auges ihm nur eine einzige Art farbiger Strahlen zu. In einer -umfangreichen Regenwolke finden sich aber Tropfen genug über einander, -um zusammen alle Regenbogenfarben zu zeigen. Von den höchsten Tropfen -kommen nur die untersten rothen Strahlen ins Auge, während die übrigen -daran vorbeigehen. Dagegen erscheinen die untersten Tropfen violett, -weil die übrigen, die blauen, grünen, gelben und rothen Strahlen das -Auge nicht treffen. - -=395. Warum= hat der Regenbogen immer die Gestalt eines Kreisbogens? - -=Weil= diejenigen Regentropfen, welche sich in derselben Farbe -darstellen lassen, offenbar gegen die Sonne und gegen das Auge -des Beobachters die gleiche Lage haben müssen, alle austretenden -rothen Strahlen also mit den Sonnenstrahlen denselben Winkel bilden -müssen, wenn nicht mit dem Winkel sich auch die Farbe ändern soll, -alle austretenden Strahlen aber zugleich die Richtung nach dem Auge -haben müssen, um wahrgenommen zu werden, eine solche Lage endlich -überhaupt nur die in einem Kreise liegenden Tropfen haben können. -Jeder Beobachter sieht daher immer nur seinen eigenen Regenbogen, und -eine von der Sonne durch das Auge des Beobachters gezogene grade Linie -trifft stets den Mittelpunkt des Kreises, dessen Theil der Regenbogen -ist. Eben deshalb hängt auch die Größe des Regenbogens vom Stande der -Sonne ab. Er bildet bei Sonnenauf- und Untergang einen vollständigen -Halbkreis und ist ein um so kleineres Stück des Kreises, je höher die -Sonne steht. Um Mittag sehen wir daher überhaupt keinen Regenbogen. - -[Illustration: Fig. 96.] - -=396. Warum= nehmen wir gewöhnlich über dem Hauptregenbogen noch einen -Nebenregenbogen wahr, der weniger lebhaft gefärbt ist, und in welchem -die Farben in umgekehrter Folge geordnet sind? - -=Weil= die Sonnenstrahlen in höher gelegenen Regentropfen bisweilen -eine zweimalige Brechung und eine zweimalige Zurückwerfung erleiden, -so daß der am wenigsten abgelenkte Strahl der rothe ist und hier die -oberste Stelle einnimmt, während beim Hauptregenbogen die obersten -Strahlen, die aus jedem Tropfen kommen, violett sind. Von den obersten -Tropfen kommen aber auch hier die untersten, also die violetten, von -den untersten Tropfen die obersten Strahlen, die rothen, in das Auge. -Die Farben erscheinen also in der umgekehrten Ordnung; und daß sie -minder lebhaft sind, liegt an der Schwächung, welche das Licht durch -die zweimalige Zurückwerfung erleidet. - -=397. Warum= zeigen uns die meisten Körper in der Natur eigenthümliche -Farben? - -=Weil= alle nichtleuchtenden Körper uns nur dadurch sichtbar werden, -daß sie das auf sie fallende Licht zurückwerfen und in unser Auge -senden, die meisten Körper aber die Eigenschaft haben, das auf sie -fallende Licht an ihrer Oberfläche zu zersetzen und nur eine bestimmte -Art des farbigen Lichtes zurückzuwerfen, alle übrigen Farbenstrahlen -aber zu verschlucken. Rothe Körper werfen nur rothes, blaue nur blaues -Licht zurück. - -=398. Warum= erscheinen uns manche Körper weiß, andere dagegen schwarz? - -=Weil= jene die Eigenschaft haben, das weiße Sonnenlicht unzersetzt -zurückzuwerfen, diese dagegen fast gar kein Licht zurückwerfen und -darum lichtlos erscheinen. Schneeflächen blenden darum außerordentlich, -da sie kein Licht verschlucken, also fast alles auffallende Licht auch -wieder in das Auge gelangen lassen. - -=399. Warum= können wir bei Lampen- oder Kerzenlicht manche Farben, -namentlich grüne oder blaue, so schwer unterscheiden? - -=Weil= unsere Lampen- und Kerzenflammen vorzugsweise gelb gefärbt sind -und wenig blaues und grünes Licht enthalten, ein Körper aber nur das -Licht zurückstrahlen kann, welches er empfängt. Ein blauer Körper hat -aber die Eigenschaft, nur blaues Licht zurückzuwerfen, alles übrige zu -verschlucken. Empfängt er darum kein blaues Licht von der beleuchtenden -Flamme, so kann er überhaupt kein Licht zurückwerfen. Er erscheint -darum nur grau. Ebenso geht es aber dem grünen Körper. Beide senden -bei Kerzenbeleuchtung zu wenig Licht zurück, um ihre Farben deutlich -hervortreten zu lassen. Am besten können wir uns davon überzeugen, wenn -wir den Docht einer Spiritusflamme mit Salz einreiben. Die Flamme -derselben verbreitet dann fast nur gelbes Licht, und alle nicht gelb -oder weiß gefärbten Körper erscheinen in dieser Beleuchtung schmutzig -grau oder bei dunklerer Färbung fast schwarz. - -=400. Warum= sehen wir, wenn wir ein Band von lebhaft rother Farbe -auf ein weißes Blatt Papier legen und dasselbe einige Zeit aufmerksam -betrachten, nach dem Wegnehmen desselben an seiner Stelle das Papier -grün? - -=Weil= die Netzhaut unseres Auges durch den längere Zeit anhaltenden -Reiz des rothen Lichtes an Empfindlichkeit für dasselbe verloren -hat, und der Eindruck der übrigen farbigen, von der weißen Fläche -ausgehenden Strahlen nun um so lebhafter hervortritt, diese aber beim -Fehlen der rothen Farbe uns als grün erscheinen. Grün ist nämlich -die complementäre oder Ergänzungsfarbe zu Roth. Wenn man sämmtliche -farbige Strahlen des prismatischen Farbenbildes durch eine Sammellinse -vereinigt und nur die rothen Strahlen durch einen vorgesetzten Schirm -ausschließt, so erhält man nicht ein weißes, sondern ein grünes Bild. -Andre complementäre Farben sind Orange und Blau, Gelb und Violett. - -Die erwähnte Erscheinung eines grünen Nachbildes von einem längere -Zeit betrachteten rothen Bande nennt man eine physiologische -Farbenerscheinung. Auf einer solchen beruhen auch die bläulichen -Schatten, welche erscheinen, wenn ein Zimmer gleichzeitig durch das -weiße Mondlicht und durch das gelbliche Licht einer Kerze erhellt wird. - -=401. Warum= sieht der heitere Himmel blau aus? - -=Weil= die Luft der Atmosphäre keineswegs völlig durchsichtig ist, -sondern einen Theil des Sonnenlichts und zwar vorzugsweise die blauen -Strahlen zurückwirft. Sonst würde der Himmel uns schwarz erscheinen, -und wir würden am Tage die Sterne sehen. Wirklich sieht man auch -in sehr bedeutenden Höhen den Himmel über sich dunkler. Nur die zu -Nebelbläschen verdichteten Wasserdämpfe bleichen bisweilen das Blau des -Himmels. Daher zeigt der Himmel bei uns das reinste Blau nach einem -Regen, wenn die Wasserdämpfe aus der Luft niedergeschlagen sind. Ebenso -ist der Himmel in südlichen Gegenden tiefer blau gefärbt als bei uns, -weil die Luft dort dunstfreier ist. - -=402. Warum= erscheint der Himmel bei Sonnenauf- und Untergang -geröthet? - -=Weil= bei Sonnenauf- und Untergang der Wasserdampf in der Luft sich zu -Nebelbläschen zu verdichten beginnt, und diese die Eigenschaft haben, -nur die orangerothen Strahlen des Sonnenlichtes hindurchzulassen. Am -prachtvollsten erscheint das Abendroth, wenn sich die Wasserdämpfe -erst in Folge der gegen Sonnenuntergang eintretenden Abkühlung des -Erdbodens zu verdichten beginnen, und die Sonnenstrahlen dann wegen -der tiefstehenden Sonne einen weiten Weg durch die entstehenden -Nebelbläschen zurückzulegen haben. Enthielt dagegen die Atmosphäre -schon zu viel Dämpfe, so daß sie sich vor Sonnenuntergang zu Nebeln -verdichteten, so zeigt sich nur ein mattes gelbes Abendroth, und man -hält dies mit Recht für einen Verboten baldigen Regens. Am Morgen -dagegen können die Dämpfe in der Regel erst aufsteigen, wenn die Sonne -bereits eine Zeit lang gewirkt hat. Die Sonne steht dann schon hoch, -und ihre Strahlen haben einen kürzeren Weg durch die von Nebelbläschen -erfüllten Schichten. Das Morgenroth ist daher weniger lebhaft als das -Abendroth. Nur wenn die Atmosphäre bereits so dampfreich war, daß -die Dämpfe trotz der aufgehenden Sonne in Nebelform übergingen, wird -ein prachtvolles Morgenroth wahrgenommen, das ebenso ein Vorbote von -Regenwetter ist, wie das matte Abendroth. - -=403. Warum= ist das kleine runde Sonnenbild, das ein Lichtstrahl, der -durch eine sehr kleine Oeffnung in ein dunkles Zimmer tritt, auf einem -weißen Blatt Papier erzeugt, größer als die Oeffnung selbst? - -=Weil= das Licht beim Durchgang durch die Oeffnung an den Rändern -derselben eine Ablenkung erfährt, die man Beugung nennt, und diese -abgelenkten Lichtstrahlen daher einen größeren Raum beleuchten müssen, -als von den in grader Linie fortgehenden Lichtstrahlen getroffen wird. -Die Lichtstrahlen sind nämlich Wellen oder Schwingungen, die beim -Vorübergehen an Rändern, ebenso wie die Wasserwellen, neue Wellen -erzeugen. - -=404. Warum= zeigt die Perlmutter ein so prächtiges Farbenspiel? - -=Weil= die Oberfläche der Perlmutter von zahlreichen, äußerst feinen -Furchen durchzogen ist, und das Licht beim Hindurchgehen durch diese -Furchen gebeugt wird, die durch die Beugung entstandenen Lichtwellen -aber sich mit den von der Oberfläche zurückgeworfenen kreuzen und daher -theils verstärken, theils schwächen. Diese Verstärkung oder Schwächung -kann aber nur eine Vermehrung oder Verminderung der Geschwindigkeit -sein, mit welcher die Aethertheilchen in den Lichtwellen schwingen. -Nun sind mit verschiedener Geschwindigkeit schwingende Aetherwellen -verschiedene Farben, grade wie mit verschiedener Geschwindigkeit -schwingende Luftwellen verschiedene Töne sind. Aehnliche -Farbenerscheinungen zeigen aus dieser Ursache auch die Flügel vieler -Insekten, und man kann sie künstlich hervorrufen, wenn man durch ein -feingewebtes Band nach einer Lichtflamme oder nach der Sonne sieht. - -=405. Warum= spielen Seifenblasen in so wundervollen Farben? - -=Weil= das Licht sowohl von der äußeren als von der inneren Fläche -der dünnen Seifenwasserschicht, welche die Seifenblase umschließt, -zurückgeworfen wird, die zurückgeworfenen Lichtwellen aber einander -begegnen und darum verstärken oder schwächen, also verschiedene Farben -hervorrufen. Da die Dicke der dünnen Seifenwasserschicht sich beständig -ändert, so sind es auch beständig andere Lichtwellen, die von der -innern Fläche zurückgeworfen werden, und darum müssen auch die durch -sie erzeugten Farben beständig wechseln. Auf diesem Zusammentreffen -verschiedener Lichtwellen, die, wie zusammentreffende Wasserwellen -höhere oder flachere Wellenberge erzeugen, so sich zu schnelleren oder -langsameren Schwingungen vereinigen, beruhen die Farbenerscheinungen -aller dünnen Blättchen, namentlich auch das bunte Anlaufen des Stahls, -das durch eine die Oberfläche desselben überziehende dünne Oxydschicht -bewirkt wird. - - - - -Magnetismus und Electricität. - - - Unter _Magnetismus_ versteht man die Eigenschaft gewisser - Körper, Eisen anzuziehen. Diejenigen Körper, welche diese - Anziehung oder magnetische Kraft schon im natürlichen Zustande - äußern, wie der in der Erde vorkommende Magneteisenstein, - heißen _natürliche Magnete_; diejenigen hingegen, welche erst - durch eine künstliche Behandlung diese Kraft erlangen, werden - _künstliche Magnete_ genannt. Zur Erzeugung künstlicher Magnete - eignet sich am besten der Stahl. Der Magnet zeigt nicht an - seiner ganzen Oberfläche die Eigenschaft, Eisen anzuziehen, - in gleichem Maße, sondern vorzugsweise an zwei einander - entgegengesetzten Stellen, die man seine _Pole_ nennt. Nähert - man den Pol eines Magneten einem andern Magneten, so zieht - er den einen Pol desselben an, stößt aber den andern ab. Da - die Erde selber ein großer Magnet ist, dessen Pole nahezu mit - ihren astronomischen Polen zusammenfallen, so wirkt auch sie - anziehend und abstoßend auf die Pole eines Magneten. Jeder - freischwebende Magnetstab (Magnetnadel) nimmt daher eine - bestimmte Lage an und zwar so, daß die eine Spitze nach Norden, - die andere nach Süden hinweist. Den nach Norden gerichteten Pol - eines Magneten nennt man darum seinen _Nordpol_, den anderen - seinen _Südpol_. - - Manche Körper, besonders Harz, Glas, Schwefel, Hartgummi - (Ebonit), erlangen durch Reiben die Fähigkeit, leichte Körper, - wie Papierschnitzel, Kügelchen aus Kork oder Hollundermark, - in einiger Entfernung anzuziehen. Man nennt sie dann - electrisch und bezeichnet als Ursache dieser Anziehung die - _Electricität_. Diese electrische Anziehung unterscheidet - sich von der magnetischen dadurch, daß auf dieselbe sofort - eine Abstoßung folgt, was bei jener nicht stattfindet. Die - Electricität wird durch Berührung anderen Körpern mitgetheilt; - aber während manche Körper in diesem Falle nur an der berührten - Stelle electrisch werden, verbreitet sich die Electricität - bei anderen sogleich über die ganze Oberfläche. Man nennt - daher die letzteren _gute Leiter_, die ersteren _schlechte_ - oder _Nichtleiter_ der Electricität. Seide, Glas, Harz sind - Nichtleiter, Metalle gute Leiter der Electricität. Nicht alle - Körper erhalten durch Reiben dieselbe Electricität. Berührt man - zwei an Seidenfäden aufgehängte Kügelchen aus Hollundermark mit - einem durch Reiben electrisch gemachten Glasstab, so werden - sie selbst electrisch und stoßen nun einander ab. Macht man - zwei andere Kügelchen durch Berührung mit einer geriebenen - Siegellackstange electrisch, so stoßen sie ebenfalls einander - ab. Nähert man aber eines der durch den Glasstab electrisch - gemachten Kügelchen einem der durch die Siegellackstange - electrisch gemachten, so ziehen sie einander lebhaft an. Sie - haben also beide eine andere, und zwar eine entgegengesetzte - Electricität empfangen, und man bezeichnet diese beiden Arten - von Electricität als _Glas-_ und _Harz-Electricität_, oder als - positive und negative. Körper, die gleichnamig electrisch oder, - wie man sagt, mit gleichnamiger Electricität _geladen_ sind, - stoßen einander ab; Körper, die ungleichnamige Electricität - enthalten, ziehen einander an. - - Außer durch Reibung wird auch durch andere Ursachen - Electricität in den Körpern erregt, namentlich durch - gegenseitige Berührung verschiedenartiger Körper, besonders - verschiedener Metalle, und durch chemische Vorgänge. Die durch - Berührung erzeugte Electricität nennt man auch nach ihren - Entdeckern _galvanische_ oder _volta_'ische Electricität, - während man ihre Erscheinung unter dem Namen des _Galvanismus_ - zusammenfaßt. Wenn zwei Metalle durch Berührung electrisch - werden, so zeigt das eine positive, das andre negative - Electricität. Ein und dasselbe Metall wird bald positiv, - bald negativ electrisch, je nachdem es mit dem einen oder - anderen Metall in Berührung kommt. Man kann daher alle Metalle - so in eine Reihe ordnen, daß jedes mit jedem vorangehenden - negativ, mit jedem folgenden positiv electrisch wird. Unter - den bekannteren Metallen ist das am stärksten positive das - Zink; dann folgen Blei, Zinn, Eisen, Kupfer, Silber, Gold, - Platin; der am meisten negative Körper ist die Kohle. Je - weiter zwei Metalle in dieser Reihe auseinander stehen, - um so kräftiger ist der Gegensatz der von ihnen erregten - Electricitäten oder ihre _electrische Spannung_. Zink und - Platin sind also eine kräftigere Electricitätsquelle als Zink - und Kupfer; aber Zink und Kohle bilden eine noch kräftigere. - Von der Stärke der electrischen Spannung hängt auch die Wirkung - der Electricität ab, die immer auf einer Ausgleichung der - electrischen Gegensätze beruht. Diese Ausgleichung erfolgt - _entweder_ unmittelbar durch Annäherung eines entgegengesetzt - electrischen Körpers und äußert sich dann in Erscheinungen der - Anziehung und Abstoßung, in Durchbohrung und Zertrümmerung - nichtleitender Körper, und in überspringenden Funken; _oder_ - sie erfolgt durch Vermittelung eines leitenden Körpers, durch - welchen sich die Electricität gleichsam von einem Pole zum - andern bewegt. Diese Bewegung nennt man einen _electrischen - Strom_ und bezeichnet den vom positiven zum negativen Pole oder - vom Zink zum Kupfer gerichteten Strom als den _positiven_, den - entgegengesetzten als _negativen Strom_. Die Wirkungen dieses - Stromes sind theils physikalische, theils chemische, theils - physiologische. Er erzeugt Licht und Wärme, wie dies theils - die überspringenden Funken, theils das Erglühen und Schmelzen - selbst unter anderen Umständen sehr schwer schmelzbarer Stoffe - beweisen. Er zerfetzt ferner chemische Verbindungen, und es ist - bekanntlich mit seiner Hülfe zuerst gelungen, das Wasser in - seine Bestandtheile, Wasserstoff und Sauerstoff, zu zerlegen. - Er bringt heftige Erschütterungen, sogenannte _Schläge_, im - thierischen und menschlichen Körper hervor. Er erzeugt endlich - magnetische Wirkungen, indem er einerseits unmagnetisches Eisen - in Magnete verwandelt, andererseits frei beweglichen Magneten - eine bestimmte Richtung anweist. Auf diesen Wirkungen der - electrischen Ströme beruhen daher auch die meisten Anwendungen - der Electricität. - -[Illustration: Fig. 97.] - -=406. Warum= wird ein Eisenstab, den man mit dem Pole eines Magneten in -Berührung bringt, selbst magnetisch und zieht ebenfalls wieder Eisen an? - -=Weil= in jedem Eisen von Natur bereits Magnetismus vorhanden ist, -die beiden Gegensätze desselben, der Nord- und Südmagnetismus, aber -einander darin das Gleichgewicht halten, bis durch Annäherung eines -Magnetpoles der eine dieser Magnetismen beschäftigt und der andere -dadurch frei und wirksam gemacht wird. Durch die Nähe oder Berührung -eines Magneten werden also im Eisen die natürlichen Magnetismen -vertheilt. War es der Südpol eines Magneten, welcher genähert wird, -so beschäftigt dieser den Nordmagnetismus des Eisens, und der -Südmagnetismus des Eisens wird am entgegengesetzten Ende desselben -wirksam. Das Eisen vermag daher, wenn es magnetisch geworden ist, -auch wieder anderes Eisen, das ihm genähert wird, magnetisch zu -machen. An den Pol eines Magneten hängen sich oft ganze Ketten von -Eisenfeilspähnen an, und ebenso kann man mehrere Schlüssel oder Nägel -an einander hängen. Diese vertheilende Wirkung übt der Magnet selbst -durch andere Körper hindurch. Auf einem Blatt Papier oder einem Brett -liegende Eisenfeilspähne werden durch einen darunter gehaltenen -Magneten bewegt. - -[Illustration: Fig. 98.] - -=407. Warum= giebt ein Magnet, wenn man ihn in der Mitte durchbricht, -zwei ganze Magnete? - -=Weil= in einem Magneten die beiden magnetischen Kräfte nicht so von -einander getrennt sind, daß in der einen Hälfte aller Nordmagnetismus, -in der anderen aller Südmagnetismus angesammelt wäre, sondern vielmehr -in jedem Theilchen des Magnets beide Magnetismen vorhanden und nur so -getrennt sind, daß in allen Theilchen der südliche Magnetismus nach -der einen, der nördliche nach der andern Seite hin liegt. So lange die -Theilchen einander berühren, heben Nord- und Südmagnetismus an der -Berührungsstelle einander auf. Sobald sie getrennt werden, treten auch -an ihren Enden die Gegensätze wieder hervor. Man kann daher einen -Magneten in beliebige Stücke zerbrechen, von denen jedes wieder seinen -Nord- und Südpol zeigen wird. - -=408. Warum= kann man einen Stahlstab durch Bestreichen mit einem -Magneten dauernd magnetisch machen, während weiches Eisen seine -magnetische Kraft sehr schnell wieder verliert? - -=Weil= der Stahl der Trennung beider Magnetismen zwar einen weit -kräftigeren Widerstand entgegensetzt, als weiches Eisen, aber auch -ebenso hartnäckig der Wiedervereinigung beider Magnetismen widerstrebt, -wenn die Trennung einmal eingetreten ist. Da der Stahl also sehr schwer -magnetisch wird und die magnetische Vertheilung also nur nach und nach, -und nur an den Stellen erfolgt, welche von dem Magneten berührt werden, -so muß man den Magneten wiederholt mit allen Stellen des Stahlstabes in -Berührung bringen, wenn er magnetisch werden soll. Dies geschieht am -besten, wenn man ihn mit dem Magneten mehrmals streicht und zwar so, -daß man die eine Hälfte des Stahlstabes von der Mitte aus stets mit dem -Nordpol, die andere stets mit dem Südpol des Magneten streicht. Auf -diese Weise erhält man künstliche Magnete. - -[Illustration: Fig. 99.] - -=409. Warum= giebt man künstlichen Magneten gern die Form eines -Hufeisens? - -=Weil= bei so geformten Magneten die beiden Pole sich neben einander -befinden und darum mit vereinter Kraft auf ein Stück weiches Eisen -wirken, das man an diese Pole anlegt. An dieses weiche Eisen oder den -sogenannten _Anker_ kann man Gewichte anhängen und danach die Tragkraft -des Magneten bemessen. Noch mehr kann man die Wirkung verstärken, -wenn man mehrere Magnete mit ihren gleichnamigen Polen aufeinander -legt und durch eine Hülse verbindet. Jeder einzelne Magnet wirkt dann -vertheilend auf die anderen. Alle zusammen besitzen darum eine größere -Tragkraft als alle einzelnen. - -[Illustration: Fig. 100.] - -=410. Warum= neigt sich eine in ihrem Schwerpunkt aufgehängte -horizontal schwebende Stahlnadel, wenn sie magnetisirt worden ist, -sofort mit dem einen Ende gegen den Boden? - -=Weil= die Erde selbst ein großer Magnet ist und gegen ihren Nordpol -Südmagnetismus, gegen ihren Südpol Nordmagnetismus besitzt, der -Südmagnetismus der Erde aber den Nordpol der Magnetnadel anziehen muß. -Diejenigen Punkte der Erde, an welchen sich die Magnetnadel genau -senkrecht stellt, nennt man ihre magnetischen Pole. Sie fallen nicht -mit den geographischen Polen zusammen. Der magnetische Nordpol liegt -vielmehr im Norden Amerika's auf Boothia Felix unter 73° 35´ n. Br. -und 95° 39´ w. L. von Greenwich, der magnetische Südpol im südlichen -Eismeer, etwa unter 72° 35´ s. Br. und 152° 30´ ö. L. von Greenwich. -Den ersteren fand Capitän _James Roß_ im Jahre 1831, dem letzteren -näherte er sich im Jahre 1841 bis auf wenige Grade. Je mehr man sich -von diesen Polen entfernt, um so weniger neigt sich die Magnetnadel, -weil sie um so weniger angezogen wird. Da die magnetischen Pole nicht -mit den geographischen zusammenfallen, so weist die Magnetnadel auch -nicht überall auf den Nordpol hin, hat vielmehr an verschiedenen -Orten der Erde eine verschiedene Abweichung von dieser Richtung. Wenn -man sich daher der Magnetnadel in dem Compaß oder der Boussole zur -Auffindung der Himmelsgegenden bedienen will, so muß man die Größe -dieser Abweichung oder Declination für jeden Ort kennen. Bei uns -beträgt diese Abweichung gegenwärtig etwa 12° nach Westen. Sie ist -aber auch mit der Zeit veränderlich. Für Berlin war sie im Jahre 1717 -10½° westlich, 1785 und 1805 18°, 1836 nur 17°, ist also gegenwärtig -wieder in Abnahme begriffen. Auch die Neigung der Magnetnadel gegen den -Horizont oder die Inclination ist an den verschiedenen Orten der Erde -eine sehr verschiedene. In Berlin bildet sie einen Winkel von 67° mit -dem Horizont. Im Jahre 1805 betrug die Neigung der Nadel für Berlin -sogar 69° 53´; sie ist also gegenwärtig gleichfalls in der Abnahme -begriffen. Der Gebrauch des Compaß ist den Chinesen wahrscheinlich -schon anderthalb Jahrtausende früher bekannt gewesen, als den -europäischen Völkern, die ihn erst im 13. Jahrhundert aus dem Orient -kennen lernten. - -=411. Warum= finden sich in Schlosser- und Schmiedewerkstätten häufig -stählerne Werkzeuge, welche Eisenfeilspähne anziehen? - -=Weil= Stahl- und Eisenstäbe, wenn sie senkrecht oder vielmehr in -einer Richtung aufgehängt oder aufgestellt sind, welche der Neigung -einer freibeweglichen Magnetnadel entspricht, durch den Einfluß des -Erdmagnetismus zu Magneten werden. Für gewöhnlich verlieren sie -zwar diese magnetische Eigenschaft in anderer Lage wieder; durch -heftige Erschütterungen aber, namentlich Hammerschläge, werden sie zu -bleibenden Magneten gemacht. - -=412. Warum= werden Papierschnitzel von einem Glasstab oder einer -Siegellackstange, die man mit einem wollenen Lappen oder einem -Katzenfell gerieben hat, angezogen? - -=Weil= der Siegellack und der Glasstab durch das Reiben electrisch -werden. Eigentlich können alle Körper durch Reiben electrisch gemacht -werden, aber sie verlieren ihre Electricität sofort wieder, da die -Hand, mit welcher man sie hält, dieselbe ableitet. Versieht man aber -einen Metallstab mit einer Handhabe von Glas oder Harz, so wird er -wirklich durch Reiben electrisch und zieht Papierschnitzel an. - -Schon die alten Griechen kannten diese electrische Anziehung wenigstens -an einem Körper, dem Bernstein, und von der griechischen Benennung -desselben, Electron, ist auch der Name Electricität abgeleitet worden. -Erst um das Jahr 1600 wurde die electrische Anziehung auch anderer -Körper von dem Engländer _Gilbert_ entdeckt. - -=413. Warum= verliert eine durch Reiben electrisch gemachte -Siegellackstange allmählich ihre ganze Electricität, wenn man ihr -wiederholt ein an einem leinenen Faden hängendes Korkkügelchen nähert, -obgleich das Korkkügelchen nach der Entfernung keine electrische -Eigenschaft zeigt? - -=Weil= das Korkkügelchen allerdings jedesmal, wenn es die -Siegellackstange berührt, Electricität von derselben annimmt, diese -aber durch den Faden in die Hand und den menschlichen Körper und -endlich in den Erdboden abgeleitet wird. Daß das Korkkügelchen nach -der Entfernung von der Siegellackstange immer wieder unelectrisch -geworden ist, geht schon daraus hervor, daß es immer wieder von -derselben angezogen wird. Der leinene Faden ist also ein guter Leiter -der Electricität, ebenso der menschliche Körper und der Erdboden; -ein Metallfaden würde ein noch besserer Leiter sein. Der Unterschied -zwischen guten und schlechten Leitern der Electricität oder zwischen -electrischen Leitern und Nichtleitern wurde zuerst von dem Engländer -_Gray_ 1729 erkannt. - -=414. Warum= wird ein an einem seidenen Faden aufgehängtes -Korkkügelchen zuerst von einer geriebenen Siegellackstange angezogen, -nach der Berührung mit derselben aber abgestoßen? - -=Weil= dem Korkkügelchen bei Berührung mit der electrisirten -Siegellackstange die Electricität derselben mitgetheilt und diese -durch den seidenen Faden, der ein Nichtleiter der Electricität ist, -nicht abgeleitet wird, die beiden gleich electrischen Körper aber -einander abstoßen müssen. Berührt man aber nach jeder Abstoßung das -Korkkügelchen mit dem Finger, so wird seine Electricität abgeleitet, -und es kann als unelectrisch von der Siegellackstange wieder angezogen -werden. - -=415. Warum= hüpfen kleine leichte Markkügelchen (am besten aus dem -Mark der Sonnenblume gemacht) auf einem Tische auf und nieder, wenn man -ein durch Erwärmung und Reiben mit Gummi electrisch gemachtes Stück -Papier darüber hält? - -=Weil= die Kügelchen zuerst als unelectrisch von dem Papier angezogen, -dann, an demselben electrisch geworden, wieder abgestoßen werden, auf -die Tischplatte fallen, hier die Electricität durch Ableitung verlieren -und wieder angezogen werden. Auch feiner Sand geräth in eine solche -Bewegung, wenn man das geriebene Papierblatt darüber hält, und erzeugt -beim Anschlagen an das Papier ein Geräusch wie feiner Regen. - -=416. Warum= verlieren zwei Korkkügelchen, von denen das eine durch -eine geriebene Siegellackstange, das andere durch einen geriebenen -Glasstab electrisirt ist, ihre Electricität vollständig, sobald man sie -mit einander in Berührung bringt? - -=Weil= die beiden Korkkügelchen entgegengesetzte Electricitäten -besitzen, das eine durch die Siegellackstange Harzelectricität oder -negative, das andere durch den Glasstab Glaselectricität oder positive -Electricität angenommen hat, und diese beiden Electricitäten bei der -Berührung der beiden Korkkügelchen sich mit einander vereinigen -und einander in ihren Wirkungen aufheben. Sie erscheinen darum -nach der Berührung als nichtelectrische Körper. Das Vorhandensein -entgegengesetzter Electricitäten wurde zuerst von dem Franzosen _du -Fay_ im Jahre 1733 entdeckt. - -[Illustration: Fig. 101.] - -=417. Warum= werden überhaupt nichtelectrische Körper von electrischen -angezogen und zwar schon aus beträchtlicher Entfernung? - -=Weil= die in jedem Körper von Natur vorhandenen beiden -entgegengesetzten Electricitäten, die sich aber in gebundenem -Zustande befinden und darum unwirksam sind, durch die Annäherung -eines electrischen Körpers getrennt oder vertheilt werden, und der -electrische Körper nun die ungleichartige Electricität des nicht -electrischen anzieht, um sich mit ihr auszugleichen. Ist eine -Siegellackstange durch Reiben electrisch gemacht, so enthält sie -_freie_ negative Electricität. Nähert man ihr ein an einem Seidenfaden -aufgehängtes Korkkügelchen, so werden in letzterem die bisher -_gebundenen_ Electricitäten vertheilt, und die positive begiebt sich -auf die der Siegellackstange zugewandte Seite, die negative auf die -entgegengesetzte. Berührt das Korkkügelchen die Siegellackstange, -so vereinigen sich die beiden entgegengesetzten Electricitäten, und -es bleibt nur freie negative Electricität in dem Kügelchen zurück. -Berührt man vorher das Kügelchen mit dem Finger, so wird die negative -Electricität abgeleitet, und die zurückbleibende positive Electricität -des Kügelchens strebt um so heftiger sich mit der negativen der -Siegellackstange zu vereinigen; das Kügelchen wird aber nach dieser -Vereinigung wieder unelectrisch. Alle electrische Anziehung beruht -also nur auf dem Bestreben entgegengesetzter Electricitäten, sich -auszugleichen. Dieses Bestreben nennt man auch electrische _Spannung_. - -=418. Warum= sehen wir bisweilen, namentlich im Dunkeln, Funken -überspringen, wenn wir den Fingerknöchel einer stark geriebenen -Siegellackstange nähern? - -=Weil=, wenn die electrische Spannung so groß ist, daß die -entgegengesetzten Electricitäten, um sich zu vereinigen, die zwischen -ihnen befindliche Luftschicht durchbrechen, ihre Vereinigung von einer -Wärme- und Lichtentwicklung begleitet ist, welche die Erscheinung eines -Funkens bewirkt. Der electrische Funke ist daher immer das Zeichen -einer _wirklichen_ Ausgleichung der getrennten Electricitäten, während -Anziehung und Abstoßung nur ein _Streben_ zur Ausgleichung bezeichnen. - -[Illustration: Fig. 102.] - -=419. Warum= kann man kleine Electricitätsmengen, die sich durch -gewöhnliche Anziehungserscheinungen nicht mehr verrathen, doch noch mit -Hülfe eines sogenannten Electroskops erkennen? (Fig. 102.) - -=Weil= bei Annäherung eines electrischen Körpers an die Kugel eines -Electroskops die Electricität in dieser und in den durch einen Draht -damit verbundenen beiden Strohhälmchen oder Goldblättchen vertheilt -wird, die gleichnamige Electricität daher in die äußersten Spitzen der -feinen Blättchen flieht, und diese nun in Folge der abstoßenden Wirkung -auseinander fahren müssen. Um jeden störenden Luftzug fern zu halten, -sind die Blättchen gewöhnlich in ein Glas eingeschlossen. Man kann das -Electroskop auch benutzen, um die Art der Electricität zu erkennen, -welche ein Körper besitzt. Berührt man nämlich die Kugel desselben -mit einem Körper, dessen electrischen Zustand man genau kennt, z. B. -mit einer geriebenen Harzstange, so behält das Electroskop auch nach -Entfernung dieses Körpers die ihm mitgetheilte Electricität. Nähert man -dann der Kugel einen Körper, dessen electrischen Zustand man prüfen -will, so werden die Blättchen noch weiter auseinanderfahren, wenn der -zu prüfende Körper die gleiche Electricität, sich aber nähern oder -gänzlich zusammenfallen, wenn er die entgegengesetzte Electricität -besitzt. - -[Illustration: Fig. 103.] - -=420. Warum= kann man einem Electrophor, wenn er einmal electrisch -gemacht ist, noch nach Wochen und Monaten Funken entziehen? - -=Weil= in dem Electrophor die beiden entgegengesetzten Electricitäten -gebunden sind und daher nicht fortströmen können, aber sofort wieder -frei werden, wenn man den Deckel desselben aufhebt. Der von _Volta_ -in Padua im Jahre 1775 erfundene Electrophor (Fig. 103) besteht -nämlich aus einem Harzkuchen (~b~), der in eine metallene Form (~c~) -gegossen ist, und einem metallenen Deckel (~a~), der mit nichtleitenden -seidenen Schnüren, oder einem nichtleitenden gläsernen Handgriff -versehen ist. Durch Schlagen mit einem Fuchsschwanz oder Katzenpelz -wird der Harzkuchen negativ electrisch. Setzt man dann vermittelst -eines nichtleitenden Handgriffs den Deckel darauf, so wird in diesem -eine electrische Vertheilung bewirkt, die positive Electricität -von der negativen des Harzkuchens angezogen oder gebunden, die -negative abgestoßen und an der oberen Fläche des Deckels angehäuft. -Berührt man den Deckel daher mit einem Finger, so wird alle negative -Electricität daraus abgeleitet, und der Deckel enthält nur noch -positive Electricität, die aber durch die negative des Harzkuchens -gebunden ist. Hebt man dann den Deckel ab, so wird seine positive -Electricität frei. Berührt man dann gleichzeitig mit einem Finger den -Deckel, mit einem andern Finger den Harzkuchen, so verbinden sich beide -freie Electricitäten wieder, und man sieht einen Funken überspringen -und empfindet zugleich einen Schlag in den Fingern. So lange also der -Deckel auf dem Harzkuchen liegt, sind die Electricitäten gebunden, und -sie werden erst frei, wenn man den Deckel aufhebt, gleichviel nach -welcher Zeitdauer es geschieht. - -[Illustration: Fig. 104.] - -=421. Warum= fühlt man eine so heftige Erschütterung, wenn man eine mit -Electricität geladene sogenannte _electrische Flasche_ oder _Leydener -Flasche_ in die Hand nimmt und mit der anderen Hand den Kopf derselben -berührt? - -[Illustration: Fig. 105.] - -=Weil= in einer solchen Flasche bedeutende Mengen entgegengesetzter -Electricitäten angehäuft sind, die einander gebunden halten, so -lange sie durch das Glas getrennt sind, die sich aber mit großer -Heftigkeit vereinigen, sobald sie den Weg durch einen gutleitenden -Körper nehmen können, und wenn dies der menschliche Körper ist, eine -heftige Nervenerschütterung in demselben veranlassen müssen. Eine -electrische Flasche (Fig. 104) ist ein gewöhnliches cylinderförmiges -Glas, das außen und innen mit Zinnfolie (Stanniol) belegt ist, doch so, -daß oben ein Rand von 2--4 Centimeter Breite freibleibt. Zur inneren -Belegung führt ein Metallstab, der oben in eine Kugel endet. Man -ladet diese Flasche mit Electricität, indem man sie in die eine Hand -nimmt, mit der anderen den Deckel des Electrophors aufhebt, nachdem -man ihn zuvor mit dem Finger berührt hat, ihn dem Knopf der Flasche -nähert und einen Funken überspringen läßt, dann den Electrophordeckel -wieder auf den Harzkuchen legt, wieder mit dem Finger berührt, wieder -aufhebt und dem Knopf der Flasche nähert. Bei jedesmaliger Berührung -des Knopfes wird durch den Electrophordeckel der inneren Belegung der -Flasche positive Electricität mitgetheilt, die dann durch das Glas -vertheilend auf die Electricitäten in der äußeren Belegung wirkt, die -negative Electricität anzieht, die positive abstößt. Hält man die -Flasche in der Hand, berührt man also die äußere Belegung, so wird -alle positive Electricität aus derselben in den Erdboden abgeleitet. -Wiederholt man das Verfahren, so sammelt sich in der äußeren Belegung -negative Electricität an, die sich aber nicht entfernen kann, weil -sie durch die positive Electricität der inneren Belegung gebunden -wird. Berührt man aber mit der einen Hand die äußere Belegung, mit der -anderen den Knopf, der mit der inneren Belegung in Verbindung steht, -so stellt man eine leitende Verbindung zwischen beiden Belegungen -her, und die beiden Electricitäten können sich dann vereinigen, indem -sie ihren Weg durch den menschlichen Körper nehmen. Es können auch -mehrere Personen eine solche leitende Verbindung herstellen, wenn -dieselben einander an den Händen anfassen, die erste dann die äußere -Belegung der Flasche und die letzte den Knopf derselben berührt. Sie -empfinden dann alle zugleich die Erschütterung oder den electrischen -Schlag. Dieser Schlag kann noch mehr verstärkt werden, wenn man -mehrere electrische Flaschen so mit einander verbindet, daß ihre -äußeren Belegungen durch die Stanniolbelegung des Brettes, auf dem sie -stehen, in leitender Verbindung mit einander sind, während zugleich -ihre inneren Belegungen durch einen von Knopf zu Knopf gehenden -Draht in Zusammenhang stehen. Man nennt eine solche Einrichtung eine -_electrische Batterie_. Will man eine Flasche oder eine Batterie -entladen, ohne den Erschütterungsschlag zu empfinden, so bedient -man sich dazu eines sogenannten _Ausladers_ (Fig. 105), d. h. eines -gebogenen Drahtes, der an beiden Enden in Metallkugeln ausläuft und -in der Mitte mit einem gläsernen, also nichtleitenden Griff versehen -ist. Die beiden Electricitäten nehmen dann ihren Weg durch diesen -Draht, ohne den menschlichen Körper zu berühren. -- Die Wirkung des -electrischen Schlages ist bei starken Batterien so groß, daß feine -Goldblättchen oder dünne Metalldrähte, durch welche man den Schlag -hindurchleitet, geschmolzen oder verflüchtigt, dünne Brettchen oder -Glasscheiben durchbohrt, leicht brennbare Körper entzündet werden. Die -ersten Versuche mit der electrischen Flasche wurden von dem Domherrn v. -_Kleist_ in Kammin in Pommern im Jahre 1745 und ein halbes Jahr später -von _Cunaeus_ in Leyden angestellt. Man nennt deshalb die Flasche auch -bald Kleist'sche, bald Leydener Flasche. - -[Illustration: Fig. 106.] - -=422. Warum= ist ein sogenannter Condensator für schwache -Electricitäten noch viel empfindlicher, als ein gewöhnliches -Electroskop? (Fig. 106.) - -=Weil= der Condensator statt der Kugel des Electroskops mit einer -sorgfältig abgeschliffenen Metallplatte versehen ist, die oben mit -einer ganz dünnen Firnißschicht überzogen ist, und wenn nun eine zweite -ähnliche, aber mit gläsernem Griff versehene Platte, die zuvor mit dem -zu prüfenden schwachelectrischen Körper berührt wurde, darauf gesetzt -wird, die dieser mitgetheilte Electricität die entgegengesetzte in der -unteren Platte anziehen, diese aber wieder anziehend und bindend auf -die Electricität der oberen Platte wirken muß, dadurch aber weit mehr -Electricität aus dem berührenden Körper in die Platte übergeht, als -sonst geschehen würde. Es geschieht also beim Condensator ganz dasselbe -wie bei der Leydener Flasche, da die trennende Firnißschicht hier die -Stelle des Glases vertritt. Der Condensator wurde von _Volta_ im Jahre -1782 erfunden. - -=423. Warum= erhält man weit kräftigere Funken, wenn man den Finger -dem Conductor einer Electrisirmaschine, als wenn man ihn der Scheibe -derselben nähert? - -=Weil= die gläserne Scheibe der Electrisirmaschine als schlechter -Leiter die Electricität nur von der nächsten Stelle abgiebt, während -der metallische Conductor als guter Leiter alle in ihm vorhandene -Electricität auf einmal abgiebt. Eine Electrisirmaschine besteht -gewöhnlich aus einem gläsernen Cylinder oder besser einer runden -Scheibe aus starkem Spiegelglas, die durch eine Kurbel um eine Achse -gedreht wird und sich dabei an dem sogenannten Reibzeug reibt, das aus -zwei Lederkissen besteht, die mit einem Amalgam von Zinn, Zink und -Quecksilber bestrichen sind. Der Conductor ist eine hohle Messingkugel, -welche auf einem gläsernen Fuße steht, und ist dazu bestimmt, -vermittelst besonderer mit Spitzen versehener Saugarme die in der -Glasscheibe durch Reiben erzeugte positive Electricität aufzunehmen. -Auch am Reibzeuge befindet sich gewöhnlich ein Conductor, welcher die -negative Electricität desselben aufnimmt. Natürlich muß man die eine -Electricität in den Boden ableiten, wenn man die andere im Conductor -sammeln will. Nähert man dem Conductor einen anderen leitenden Körper, -so springen Funken über, die bei großen Maschinen mehrere Zoll lang -sein können. Ebenso kann man aber auch die Electricität des Conductors -auf eine Leydener Flasche überführen und diese dadurch laden. -- -Die ersten wirklichen Electrisirmaschinen mit Reiber, Reibzeug und -Conductor wurden um das Jahr 1744 von den deutschen Physikern _Hausen_ -und _Winkler_ in Leipzig, _Bose_ in Wittenberg u. A. angefertigt. - -=424. Warum= kann man aus dem Körper eines Menschen, der auf einem -sogenannten _Isolirschemel_, d. h. einem Schemel mit gläsernen Beinen, -steht und zugleich den Conductor einer in Thätigkeit gesetzten -Electrisirmaschine berührt, Funken ziehen? - -=Weil= die gläsernen Füße jede Ableitung der aus dem Conductor in den -menschlichen Körper überströmenden Electricität verhindern, dieser -also gleichsam zu einem Theile des Conductors gemacht wird und alle -Eigenschaften desselben theilen muß. - -=425. Warum= kann man einem Conductor keine Funken mehr entlocken, wenn -man eine metallische Spitze daran angebracht hat? - -=Weil= alle Theile einer und derselben Electricität sich nach dem -Gesetze der Abstoßung von einander zu entfernen streben, alle in den -Conductor übergehende Electricität daher sich in der Spitze anzuhäufen -strebt und, da ihr die Luft hier nur einen geringen Widerstand leistet, -in diese ausströmt. Man kann dieses Ausströmen der Electricität -empfinden, wenn man die flache Hand über die Spitze hält; sie erzeugt -nämlich hier, indem sie die umgebende Luft abstößt, einen Luftzug, den -sogenannten electrischen Wind. Im Dunkeln sieht man sie auch in Form -eines Strahlenbüschels ausströmen, doch nur, wenn die ausströmende -Electricität positiv ist, dagegen in Form eines kleinen leuchtenden -Sterns, wenn sie negativ ist. Wegen dieses Ausströmens der Electricität -muß man bei der Electrisirmaschine Alles vermeiden, was dasselbe -begünstigt, also Spitzen und scharfe Kanten, sowie eine Umgebung -feuchter Luft. Daher dürfen nicht zu viele Menschen bei Versuchen mit -der Electrisirmaschine anwesend sein. Am trockensten pflegt die Luft im -Winter in geheizten Zimmern zu sein. - -=426. Warum= ist es gefährlich, sich während eines Gewitters unter -einen hohen Baum zu stellen? - -=Weil= das Gewitter eine electrische Erscheinung im Großen ist, -die gewöhnlich auf einer Ausgleichung mit entgegengesetzten -Electricitäten geladener Wolken beruht, bei welcher bisweilen aber -auch eine Ausgleichung zwischen der Electricität einer Wolke und -der entgegengesetzten des Erdbodens und zwar vorzugsweise der der -Wolke zunächst gelegenen, also höchsten Gegenstände des Erdbodens -stattfindet, die man Einschlagen nennt, und die oft mit furchtbaren -Zerstörungen verbunden ist. Wenn nämlich eine mit positiver -Electricität geladene Wolke sich gegen den Erdboden herabgesenkt hat, -so strömt die entgegengesetzte Electricität nach dem Gesetze der -Vertheilung in die der Wolke am nächsten gelegenen Gegenstände, und -beide Electricitäten vereinigen sich endlich in dem einschlagenden -Blitze, indem sie den Zwischenraum der Luft durchbrechen. Natürlich -folgt die irdische Electricität, wenn sie der Wolke, um sich mit -ihrer entgegengesetzten Electricität zu vereinigen, entgegenströmt, -vorzugsweise den guten Leitern, zu denen besonders Metalle, Wasser, -feuchter Boden, aber auch saftreiche Bäume gehören. Nichtleiter, -die sie auf ihrem Wege findet, werden gewaltsam durchbrochen und -zerschmettert. Da das Holz des Baumes nur ein mittelmäßiger Leiter ist, -so wird auch der Baum meist vom Blitze zerschmettert. Metalle, durch -welche die Entladung hindurchgeht, werden oft geschmolzen, leicht -brennbare Körper entzündet, Thiere und Menschen getödtet oder gelähmt. - -=427. Warum= schützen Blitzableiter auf Gebäuden vor den gefährlichen -Wirkungen des Blitzes? - -=Weil= die hoch über das Gebäude emporragende eiserne Auffangestange -des Blitzableiters, vermöge der bekannten Wirkung der Spitzen, der -electrischen Wolke beständig die entgegengesetzte Electricität des -Erdbodens zuleitet und dadurch ihre Electricität entweder aufhebt oder -doch sehr verringert. Selbst wenn die aus der Spitze ausströmende -Electricität nicht im Stande ist, das Einschlagen des Blitzes aus der -zu schnell sich nähernden Wolke zu hindern, so wird doch der Blitz -vorzugsweise die hohe Stange des Blitzableiters treffen und, da diese -außerhalb am Gebäude herunter in den feuchten Erdboden geführt ist, -seinen Weg diesen guten Leiter entlang nehmen und das Gebäude selbst -unberührt lassen. Allerdings schützt der Blitzableiter ein Gebäude -ringsum nur etwa auf eine Entfernung, welche der doppelten Höhe der -Auffangestange über die höchsten Theile des Hauses gleich ist. Erfinder -des Blitzableiters ist der berühmte Amerikaner _Franklin_, der auch -zuerst durch einen mit Hülfe eines aufsteigenden Papierdrachens -angestellten Versuch im Juni 1752 die electrische Natur des Gewitters -nachwies. - -=428. Warum= vernimmt man beim Einschlagen des Blitzes in der Nähe nur -einen einfachen Donnerschlag ohne nachfolgendes Rollen? - -=Weil= der Donner nur durch die Schwingungen der vom Blitz -durchbrochenen und erschütterten Luftmassen entsteht, diese -Luftschwingungen aber, wenn die Wolke sich nahe über uns befindet, -sämmtlich fast in dem gleichen Augenblick unser Ohr treffen müssen, -während, wenn der Blitz von Wolke zu Wolke, von Wasserbläschen zu -Wasserbläschen überspringt, also einen weiten Weg durchläuft, die durch -die einzelnen überspringenden Blitze erzeugten Luftschwingungen erst -allmählich je nach der Entfernung in unser Ohr kommen und darum als -eine Reihe von Donnerschlägen, als ein Rollen empfunden werden. - -=429. Warum= beschreibt der Blitz gewöhnlich eine Zickzacklinie? - -=Weil= der Blitz, indem er von Wasserbläschen zu Wasserbläschen -überspringt, beständig durch plötzliche Erhitzung die Luft aus der -Stelle treibt und darum vor sich her verdichtet, die dichtere Luft aber -die Electricität nun weniger gut leitet, und der Blitz so veranlaßt -wird, immer wieder vom graden Wege abzugehen und sich seitwärts in -weniger dichter, also besser leitender Luft einen Ausweg zu suchen. - -=430. Warum= ziehen die meisten Gewitter bei uns gegen den Wind? - -=Weil= die meisten Gewitter bei uns entstehen, wenn in unserer -Atmosphäre ein herrschender Aequatorialstrom von unten her durch die -schwerere kältere Luft eines Polarstromes verdrängt wird, also wenn die -Windfahne sich von West durch Nordwest nach Nord dreht. Die Gewitter -ziehen daher mit nördlichem Winde auf, nachdem vorher südliche Winde -geweht hatten. Sie machen uns dadurch den eingetretenen Windwechsel -erkennbar, der eine Ursache, aber nicht eine Folge der Gewitter ist. -Solche Gewitter kühlen auch das Wetter ab, weil die kälteren Nordwinde -mit ihnen zur Herrschaft gelangen. - -=431. Warum= sieht man bisweilen während eines Gewitters die Spitzen -von hohen Gegenständen, namentlich von Thürmen, Schiffsmasten, hohen -Bäumen, leuchten? - -=Weil= die in Folge der Einwirkung electrischer Wolken an der -Oberfläche der Erde angehäufte Electricität aus solchen hervorragenden, -in Spitzen auslaufenden Gegenständen fortwährend ausströmt und dann in -der Dunkelheit als Lichtbüschel erscheint. Man nennt diese Erscheinung -das _St. Elmsfeuer_ und beobachtet sie häufiger bei heftigen Stürmen -und Wintergewittern als bei Sommergewittern. Sie zeigt sich auf freiem -Felde oft auch an Gesträuch, an den Ohren und Mähnen der Pferde, selbst -an den Fingerspitzen. - -Als _Wetterleuchten_ bezeichnen wir den aufflackernden, oft sehr -hellen Lichtschein, der ohne allen Donner besonders an heißen -Sommerabenden, selbst ohne vorangegangenes Gewitter und oft an ganz -wolkenfreiem Horizont erscheint. Es mag zum Theil von Gewittern -herrühren, die allzu entfernt sind, als daß wir den Donner zu vernehmen -vermöchten, zum Theil aber auch durch den Widerschein solcher Blitze -am Himmel entstehen, welche von Wolken unter dem Horizont ausgehen. -Bisweilen dürfte aber diese Erklärung nicht ausreichen, und an das -freiwillige Ausströmen der Electricität aus starken geladenen Wolken -zu denken sein, wie es auch beim stark geladenen Conductor einer -Electrisirmaschine erfolgt, wenn kein leitender Gegenstand innerhalb -der Schlagweite vorhanden ist. - -Das _Nordlicht_ oder vielmehr _Polarlicht_, weil es auch in -Südpolarländern am südlichen Horizonte auftritt, ist eine besonders -in Polargegenden häufige Lichterscheinung, die mit dem Ausströmen der -Electricität im Dunkeln einige Aehnlichkeit hat und unzweifelhaft -mit dem Erdmagnetismus in Verbindung steht, da sie unregelmäßige -Schwankungen oder Störungen der Magnetnadel oft auf weite Strecken -hin und schon am Tage vor ihrer Sichtbarkeit bewirkt. Das Nordlicht -erscheint am Himmel als ein hellleuchtender, ein dunkleres Segment -umschließender, weißer Lichtbogen, dessen Mittelpunkt ungefähr im -magnetischen Meridian liegt. Von dem hellen Lichtbogen, der abwechselnd -auch in gelbe, rothe und violette Farben spielt, fahren von Zeit zu -Zeit nach allen Richtungen weiße und rothe Lichtbüschel aus, die sich -bis zum Zenith und über dasselbe hinaus erstrecken und mit dunkeln -Streifen wechseln, bisweilen sich auch im Zenith zur sogenannten -Krone vereinigen. Als Ursache des Nordlichts nimmt man die Erzeugung -von electrischen Strömen in Folge der Achsendrehung der gleichsam -einen großen Magneten darstellenden Erde an, wie sie bei rotirenden -künstlichen Magneten von _Faraday_ nachgewiesen wurde. - -=432. Warum= empfindet man einen sauren oder laugenhaften Geschmack, -wenn man die Zungenspitze zwischen einen blanken Kupferstreifen und -einen blanken Zinkstreifen bringt und dann beide Metallstreifen -außerhalb vor dem Munde in Berührung mit einander setzt? - -=Weil= zwei verschiedene Metalle bei gegenseitiger Berührung einander -electrisch erregen, und diese Electricität, wenn sie auch so schwach -ist, daß sie sonst nicht bemerkt werden kann, doch wenigstens durch -ihre Wirkung auf die Geschmacksnerven sich bemerklich macht. Der -Geschmack ist sauer, wenn das Kupfer auf der Zunge liegt, laugenhaft, -wenn das Kupfer unter der Zunge liegt. Auch auf die Gesichtsnerven -macht die Electricität einen Eindruck. Legt man einen Kupferstreifen -an das rechte, einen Zinkstreifen an das linke Zahnfleisch der oberen -Kinnlade, und bringt man dann die vorderen Enden der Metallstreifen -mit einander in Berührung, so empfindet man vor den Augen einen -vorübergehenden Lichtschimmer. Man nennt diese durch Berührung -verschiedener Metalle erzeugte Electricität Berührungs- oder -galvanische Electricität. Daß wirklich Electricität dabei im Spiele -ist, kann man erkennen, wenn man zwei mit isolirenden Glasgriffen -versehene Metallplatten, die eine aus Kupfer, die andere aus Zink, mit -ihren geschliffenen Flächen aufeinander legt und nach der Trennung jede -derselben am Condensator prüft. Das Auseinanderfahren der Goldblättchen -beweist dann ihre electrische Eigenschaft. Diese Berührungselectricität -wurde zuerst von _Galvani_ in Bologna im Jahre 1786 entdeckt, aber erst -von _Volta_ in Pavia im Jahre 1800 richtig erkannt. - -[Illustration: Fig. 107.] - -=433. Warum= erhält man eine weit stärkere electrische Wirkung, wenn -man eine Kupfer- und eine Zinkplatte, ohne daß sie einander berühren, -in eine gesäuerte Flüssigkeit taucht und dann an ihren hervorragenden -Enden durch einen Metalldraht leitend verbindet, als wenn man sie -trocken an einander legt? - -[Illustration: Fig. 108.] - -=Weil= die Metalle in Berührung mit Flüssigkeiten, namentlich -gesäuerten, kräftiger electrisch erregt werden, als bei gegenseitiger -Berührung. Taucht man eine Zinkplatte in eine gesäuerte Flüssigkeit, -so wird das Zink negativ, die Flüssigkeit positiv electrisch. Taucht -man auch eine Kupferplatte ein, so nimmt diese als guter Leiter -die positive Electricität der Flüssigkeit auf, und verbindet man -beide Platten durch einen Kupferdraht, so erfolgt durch diesen die -Wiedervereinigung der getrennten Electricitäten. Da aber das Zink mit -der Flüssigkeit in Berührung bleibt, so werden beide in demselben -Augenblicke wieder electrisch, die positive Electricität strömt wieder -vom Kupfer zum Zink. So besteht eine immerwährende Erregung und -Ausgleichung der Electricitäten, und dadurch unterscheidet sich diese -galvanische Electricität wesentlich von der Reibungselectricität, bei -welcher immer nur augenblickliche Ausgleichungen möglich sind. Man -nennt daher auch diese fortdauernde Bewegung einen electrischen Strom -und sagt, daß der positive Strom vom Kupfer zum Zink gerichtet sei. -Die Einrichtung selbst nennt man eine einfache galvanische Kette, -oder ein galvanisches Element (Fig. 107). Man kann aber auch mehrere -solcher Elemente zusammensetzen, indem man die Zinkplatte des ersten -Elements mit der Kupferplatte des zweiten, die Zinkplatte des zweiten -Elements mit der Kupferplatte des dritten etc. durch einen Kupferdraht -leitend verbindet. Eine solche zusammengesetzte Kette nennt man eine -galvanische _Batterie_. Die äußersten unverbundenen Glieder derselben -heißen ihre Pole und zwar die äußerste Kupferplatte der positive Pol, -die äußerste Zinkplatte der negative Pol. Verbindet man diese Pole -durch einen Leitungsdraht, so geht der (positive) electrische Strom vom -Kupfer zum Zink. Man nennt in diesem Falle die Kette _geschlossen_, -während sie _geöffnet_ heißt, wenn kein Leitungsdraht die Pole -verbindet. Die einfachste und älteste Form einer galvanischen Batterie -ist die voltaische Säule (Fig. 108), die aus übereinandergeschichteten -Zink- und Kupferplatten besteht, welche durch angefeuchtete Tuch- oder -Pappscheiben von einander getrennt sind. Sie wurde zuerst von _Volta_ -in Pavia im Jahre 1800 construirt. - -=434. Warum= verlieren solche galvanische Ketten sehr bald ihre -Wirksamkeit? - -=Weil= sowohl die Platten als die Säuren chemische Veränderungen -erleiden, welche die electrische Bewegung schwächen. Dauernde oder -constante galvanische Ketten erhält man, wenn man die beiden Metalle in -verschiedene Flüssigkeiten taucht, die nur durch eine poröse Wand von -einander getrennt sind, also einander berühren und darum gleichfalls -electrisch erregen. Zu den wirksamsten solcher Ketten gehören die -_Grove_'sche und die _Bunsen_'sche. Erstere besteht aus Zink und -Platina. Das Platinablech befindet sich in einer mit Salpetersäure -gefüllten Thonzelle, die Zinkplatte in einem größeren, mit verdünnter -Schwefelsäure gefüllten Gefäß. In dieses letztere wird die poröse -Thonzelle getaucht, so daß also die beiden Säuren nur durch die poröse -Scheidewand getrennt sind. Bei der _Bunsen_'schen Batterie wird statt -des Platina's ein massiver Kohlencylinder angewandt. In neuerer -Zeit hat auch die _Smee_'sche Kette eine sehr verbreitete Anwendung -gefunden. Sie besteht aus Zink, Silber und verdünnter Schwefelsäure. -Das Silberblech ist aber mit einem Ueberzug von sehr fein zertheiltem -Platin, sogenanntem Platinmohr, versehen, welcher den Zweck hat, das -die Wirkung schwächende Anhängen der sich bildenden Wasserstoffbläschen -zu verhindern, indem er demselben feine Spitzen darbietet. Um beide -Seiten der Silberplatte wirksam zu machen, ist jeder Seite derselben -eine Zinkplatte gegenübergestellt; beide Zinkplatten sind aber unter -sich zu einem Element verbunden. Solche constante Ketten bringen sehr -kräftige Wirkungen hervor, die im Allgemeinen denjenigen gleichen, -welche der Funken der electrischen Flasche erzeugt. Besonders stark -sind ihre Licht- und Wärmewirkungen. - -=435. Warum= kann man aus großer Entfernung eine Mine entzünden, wenn -man von dem einen Pole einer galvanischen Batterie einen Leitungsdraht -bis zum Pulver leitet und hier durch einen sehr feinen Eisendraht -mit einem zweiten Leitungsdraht verbindet, der zum anderen Pole der -Batterie zurückkehrt? - -=Weil= in demselben Augenblicke, in welchem der zweite Leitungsdraht -den Pol der Batterie berührt, die Kette geschlossen ist, der -electrische Strom daher den ganzen Leitungsdraht durchläuft und den -eingeschalteten dünnen Eisendraht glühend macht, so daß dieser das -Pulver entzündet. Die Länge des Weges ist für den Strom kein Hinderniß, -da er die größten Strecken in fast unmeßbarer Zeit durchläuft. - -=436. Warum= wird ein Eisenstab, den man in eine Auflösung von -Kupfervitriol eintaucht, sehr bald mit metallischem Kupfer überzogen, -wenn man gleichzeitig einen Kupferstab eintaucht und durch Drähte den -letzteren mit dem positiven, den Eisenstab mit dem negativen Pole einer -galvanischen Kette verbindet? - -=Weil= der electrische Strom, welcher durch die beiden Metalle in -Berührung mit der Flüssigkeit erregt wird, den Kupfervitriol chemisch -zersetzt und metallisches Kupfer daraus abscheidet, welches sich an -dem negativen Pole, also an dem Eisen absetzt. Auf dieser Zersetzung -metallischer Salzlösungen durch den electrischen Strom beruht die -_Galvanoplastik_, d. h. die Kunst, plastische Gegenstände, wie -Münzen, Gypsabdrücke, Holzschnitte, Kupferstiche etc., in Kupfer -treu nachzubilden. Gewöhnlich bedient man sich dazu eines weiten -Glasgefäßes, in welches vermittelst eines Drahtringes ein kurzer, unten -nur durch eine Thierblase geschlossener Glascylinder eingehängt wird. -In dem größeren Gefäße befindet sich die Kupfervitriollösung, in dem -kleineren verdünnte Schwefelsäure. Dann wird ein starker Zinkstreifen -mit einem Kupferstreifen zusammengelöthet und so gebogen, daß der -Zinkstreifen in das engere Gefäß hinabhängt, während der Kupferstreifen -in das weitere, mit der Vitriollösung gefüllte taucht und grade unter -dem Boden des engeren Gefäßes eine wagerechte Fläche bildet, auf welche -die in Kupfer nachzubildende Form gelegt werden kann. Diese Form -verschafft man sich durch einen Abguß in Wachs oder Stearin, dessen -Oberfläche man dann mit feinem Graphit- oder Broncepulver bepinselt und -dadurch leitend macht. Der Strom, der hier zwischen Zink und Kupfer -durch beide Flüssigkeiten erregt wird, ist nur schwach, genügt aber, -die Vitriollösung zu zersetzen und im Laufe einiger Tage den Abdruck -mit einer dicken Kupferschicht zu überziehen, welche genau der Form des -Abdrucks entspricht. Auch die galvanische Vergoldung und Versilberung -geschieht in ähnlicher Weise. Die Galvanoplastik wurde von _Jacobi_ in -Dorpat und von _Spencer_ in England im Jahre 1838 fast gleichzeitig -erfunden. - -=437. Warum= wird Eisen durch einen Zinküberzug vor dem Rosten bewahrt? - -=Weil= Zink und Eisen eine galvanische Kette bilden, in welcher Zink -das positive, Eisen das negative Metall darstellt. Wenn durch diese -galvanische Kette in Berührung mit Feuchtigkeit das Wasser zersetzt -wird, so scheidet sich der Sauerstoff desselben stets am positiven -Pole, also hier am Zink, aus, während das Eisen davon befreit bleibt. -Da aber dieser Sauerstoff die Ursache des Rostens des Eisens ist, so -muß das Eisen in Gegenwart von Zink rein bleiben. In Verbindung mit -Kupfer würde das Entgegengesetzte stattfinden; das Eisen würde dann -das positive Metall sein, und an diesem also der Sauerstoff sich -ausscheiden. Daher rosten eiserne Nägel in kupfernen Bedachungen sehr -leicht. - -=438. Warum= wird eine Magnetnadel in der Nähe electrischer Ströme zur -Ortsbestimmung unbrauchbar? - -=Weil= eine frei bewegliche Magnetnadel durch einen electrischen Strom -aus ihrer Nordrichtung abgelenkt wird, und zwar nach Osten, wenn der -Strom über der Nadel von Norden nach Süden, -- nach Westen, wenn er -unter der Nadel von Norden nach Süden geht; ebenso nach Westen, wenn -der Strom über der Nadel von Süden nach Norden, -- nach Osten, wenn -er unter der Nadel von Süden nach Norden geht. Denkt man sich in den -vom electrischen Strome durchlaufenen Leitungsdraht eine menschliche -Figur so eingeschaltet, daß der positive Strom von den Füßen nach dem -Kopfe geht, und das Gesicht der Figur nach der Nadel gewendet ist, -so wird die Magnetnadel immer so abgelenkt, daß ihr Nordende sich -nach links, ihr Südende nach rechts wendet. Diese Ablenkung ist so -empfindlich, daß man sie benutzt, um sehr schwache electrische Ströme -nachzuweisen. Man verstärkt zu dem Zwecke die Wirkung des Stromes auf -die Magnetnadel, indem man den Leitungsdraht in vielen Windungen über -und unter der Nadel herumführt. Man nennt eine solche Vorrichtung -einen _Multiplicator_. Die Einwirkung des electrischen Stromes auf -die Magnetnadel wurde von _Oersted_ in Kopenhagen im Jahre 1820 -entdeckt, und noch in demselben Jahre erfand _Schweigger_ in Halle den -Multiplicator. - -[Illustration: Fig. 109.] - -=439. Warum= erhält ein Stab aus weichem, nicht magnetischem Eisen die -Eigenschaft Eisen anzuziehen, wenn man einen mit Seide übersponnenen -Kupferdraht um denselben windet, und die Enden des Drahts mit den Polen -einer galvanischen Kette verbindet? - -=Weil= der weiche Eisenstab wirklich durch den ihn umkreisenden -electrischen Strom in einen Magneten verwandelt wird. Man nennt diesen -Magneten einen _Electromagneten_. Durch sehr kräftige electrische -Ströme kann man daher auch sehr kräftige Electromagnete erzeugen, -die mehrere Centner zu tragen vermögen. Weiches Eisen wird aber nur -vorübergehend durch den electrischen Strom magnetisch gemacht; es -verliert seinen Magnetismus, sobald der electrische Strom aufhört. Ein -Stahlstab aber behält seinen Magnetismus dauernd. - -=440. Warum= stellt sich bei den electrischen Telegraphen der Zeiger -auf der entfernten Station immer genau auf denselben Buchstaben, auf -welchen der Zeiger der Anfangsstation gerückt wird? - -=Weil= durch die Bewegung des Zeigers auf der ersten Station bei -Berührung eines Buchstaben zugleich eine galvanische Kette geschlossen -und also ein electrischer Strom durch den langen Leitungsdraht zur -entfernten Station geführt wird, hier aber dieser Strom einen kleinen -Electromagneten magnetisch macht und ihn dadurch veranlaßt, einen -Anker anzuziehen und durch diesen wieder einen kleinen Hebel zu -bewegen, der endlich in ein Zahnrad eingreift und dies sammt dem daran -befindlichen Zeiger um einen Zahn forttreibt. Sobald der Zeiger auf der -ersten Station den Buchstaben oder vielmehr den damit in Verbindung -stehenden kleinen Stift verläßt, wird die galvanische Kette geöffnet, -der electrische Strom also unterbrochen, und der Electromagnet auf der -anderen Station seines Magnetismus beraubt, so daß der Anker wieder -fällt, und das Zahnrad mit dem Zeiger still steht. Das Wesen des -electrischen Telegraphen beruht also einmal auf der außerordentlichen -Geschwindigkeit des electrischen Stromes, die auf 150000 bis 450000 -Kilometer in der Secunde geschätzt wird; dann auf der Leitungsfähigkeit -der Metalle und des Erdbodens, da der Strom von der einen Station zur -zweiten durch einen Kupfer- oder starken Eisendraht geleitet wird, -von jeder der beiden Stationen aber in die Erde als Leiter abströmt; -endlich auf der Möglichkeit, in jeder Entfernung vermittelst des durch -eine Drahtspirale geleiteten electrischen Stromes ein Eisenstück nach -Belieben magnetisch zu machen und ihm diese Eigenschaft wieder beliebig -zu nehmen. - -[Illustration: Fig. 110.] - -Je nach der Art, in welcher die Zeichen gegeben werden, unterscheidet -man _Nadel-Telegraphen_, _Zeiger-Telegraphen_, _Druck-_ oder -_Schreib-Telegraphen_ und _Copir-Telegraphen_. Der oben beschriebene -ist der _Zeiger-Telegraph_. Bei dem _Nadel-Telegraphen_ werden die -Zeichen zum Theil durch die Bewegungen einer oder zweier Magnetnadeln -gegeben, die an ihrem Ende mit einem Stifte versehen sind, der in einen -Farbennapf taucht und auf einem vorübergleitenden Papiere die Spuren -der Nadelbewegung als schwarze Punkte hinterläßt. Durch bestimmte -Gruppen dieser Punkte werden die verschiedenen Buchstaben bezeichnet; -andererseits genügt auch schon das abwechselnde Ausschlagen der -Magnetnadel nach links und rechts, um eine Zeichensprache daraus zu -bilden. Der seit 1866 in regelmäßigem Betriebe befindliche atlantische -Telegraph ist gleichfalls ein Nadel-Telegraph. Der _Schreib-_ oder -_Druck-Telegraph_ (Fig. 110) bewirkt das Aufschreiben der aus der Ferne -mitgetheilten Zeichen in noch vollkommnerer Weise. Derselbe besteht in -der Hauptsache aus einem aufrechtstehenden, kräftigen Electromagneten, -an dessen Anker das Ende eines Hebels befestigt ist, dessen anderes -Ende einen kleinen stumpfen Stahlstift trägt. Sobald dieser Hebel -durch den Electromagneten angezogen wird, drückt sein Stahlstift auf -einen Streifen Papier, welcher durch ein Räderwerk gleichmäßig unter -einer Walze hingezogen wird. Wird der Strom unterbrochen, so hört -auch die Anziehung des Electromagneten auf, und eine Feder zieht -dann den Hebelarm und den Stahlstift von dem Papiere wieder zurück. -Je nachdem der Strom also für einen Augenblick oder für längere Zeit -geschlossen ist, entstehen eingedrückte Punkte oder Striche auf dem -Papier und durch die verschiedenen Verbindungen dieser Punkte und -Striche lassen sich dann alle Buchstaben des Alphabets darstellen. -Bei dem _Copir-Telegraphen_ wird sogar die Handschrift selbst wieder -gegeben und es können selbst ganze Zeichnungen und Situations-Pläne -telegraphirt werden. Man benutzt nämlich hierbei die farbigen -Niederschläge, welche gewisse chemische Substanzen bei der Zersetzung -durch den electrischen Strom geben. Eine rotirende Walze wird mit -einem in dieser Weise chemisch präparirten Papier bedeckt. Wird nun -während der Umdrehung der Walze vermittelst einer Feder ein Stift -beständig gegen das Papier gedrückt, so beschreibt dieser Stift, so -lange ein electrischer Strom durch ihn hindurch zur Walze geht, auf dem -Papier einen farbigen, braunen oder blauen Strich. Läßt man zugleich -die Walze nach jeder Umdrehung sich etwa um ½ Millimeter seitwärts -verschieben, so wird das ganze Papier allmählich mit schraffirten -Linien bedeckt. Jede Unterbrechung des Stromes hat natürlich auch -eine Lücke in diesen Linien zur Folge, und wenn diese Unterbrechungen -der Form von Buchstaben entsprechen, so erhält man eine weiße Schrift -auf schraffirtem Grunde. Um solche Unterbrechungen zu bewirken, stellt -man auf der Station, von welcher die Mittheilung ausgeht, eine völlig -gleiche und sich gleichbewegende Walze auf, deren Achse mit der -Batterie verbunden ist. Ueber diese Walze aber legt man ein Papier, -auf welches die Depesche mit firnißhaltiger Schwärze gedruckt oder -geschrieben ist. Die Spitze des einen Leitungsdrahts ruht ebenso auf -diesem Papier, wie die Spitze des anderen auf dem chemischen Papiere -der andern Station, so daß der electrische Strom durch beide Papiere -gehen muß. Der Firniß aber unterbricht als Nichtleiter den Strom, so -oft der Draht während der Umdrehung der Walze auf ein Schriftzeichen -trifft. Drehen sich also beide Walzen mit gleicher Geschwindigkeit, so -müssen, da auch die Unterbrechungen des Stromes auf beiden Stationen -gleichzeitig geschehen, die Lücken auf dem chemischen Papiere dieselbe -Schrift bilden, welche mit der firnißhaltigen Schwärze auf das Blatt -der entfernten Station geschrieben war. - -Auf einer ganz ähnlichen Einrichtung, wie die electrischen Telegraphen, -beruhen auch die _electrischen Uhren_, bei welchen durch die -Pendelschläge einer Normaluhr ein electrischer Strom geöffnet und -geschlossen und dadurch der Anker eines Electromagneten in Bewegung -gesetzt wird, der dann in das Getriebe einer Uhr eingreift und dieses -in Bewegung setzt. - -Der erste Gedanke einer electrischen Telegraphie rührt wohl von -_Sömmering_ her, der bereits im Jahre 1808 die Berührungselectricität -dazu zu benutzen versuchte. Als die Erfinder wirklich brauchbarer -electrischer Telegraphen müssen aber die Professoren _Gauß_ und -_Weber_ gelten, welche im Jahre 1833 zwischen der Sternwarte und -dem physikalischen Kabinet in Göttingen die erste telegraphische -Verbindung dieser Art herstellten. _Steinheil_ in München führte im -Jahre 1838 einen neuen glänzenden Fortschritt dieser Erfindung herbei, -indem er die Leitungsfähigkeit des Erdbodens benutzte, um den einen -Leitungsdraht zu ersparen. _Wheatstone_ in England führte im Jahre 1840 -den ersten Zeigertelegraphen aus, der durch _Siemens_ und _Halske_ in -Berlin glänzende Verbesserungen erhielt. Der Amerikaner _Morse_ (1837) -ist der Erfinder des Schreib- und Druck-Telegraphen. Gegenwärtig -umspannt das Drahtnetz des electrischen Telegraphen bereits die ganze -Erde. Durch Drähte, die in isolirende Kabel eingeschlossen sind, werden -selbst unter dem Meere hinweg Continente mit einander telegraphisch -verbunden. -- Kaum dürfte irgend eine andere Erfindung so tief in das -geistige wie materielle Leben der Völker eingegriffen haben, als diese, -die den Gedanken mit Blitzesschnelle von Land zu Land über Meere und -Wüsten hinweg zu tragen gelehrt hat. - - - - -Inhalt. - - - Seite - - _Einleitung_ 1 - - Allgemeine Eigenschaften der Körper 2 - - Ausdehnung 2 - - Undurchdringlichkeit (Frage 1--5) 3 - - Porosität (Frage 6--19) 5 - - Theilbarkeit (Frage 20--22) 9 - - Cohäsion (Frage 23--33) 10 - - Adhäsion (Frage 34--48) 15 - - Haarröhrchenanziehung (Frage 49--64) 19 - - Trägheit (Frage 65--75) 23 - - Elasticität (Frage 76--79) 27 - - Schwerkraft (Frage 80--86) 28 - - Der Schwerpunkt (Frage 87--99) 31 - - Gleichgewicht und Bewegung fester Körper (Frage 100--122) 35 - - Fall, Pendel und Centralbewegung (Frage 123--132) 46 - - Gleichgewicht und Bewegung flüssiger Körper (Frage 133--161) 51 - - Gleichgewicht und Bewegung luftförmiger Körper (Frage 162--171) 61 - - Druck und Schwere der Luft (Frage 172--209) 65 - - Chemische und physiologische Wirkungen der Luft - (Frage 210--226) 79 - - Vom Schalle (Frage 227--241) 85 - - Von der Wärme (Frage 242--276) 94 - - Ausdehnung der Körper durch Wärme (Frage 277--297) 105 - - Die Veränderung der Aggregatzustände der Körper durch die - Wärme (Frage 298--347) 114 - - Das Licht (Frage 348--390) 141 - - Die Farben (Frage 391--405) 167 - - Magnetismus und Electricität (Frage 406--440) 175 - - - - -Nachweis der wichtigsten Figuren. - - - Seite - - _Roberval_'sche Tafelwage 42 - - Schnellwage 42 - - Brückenwage 43 - - Hydraulische Presse 54 - - Barometer 65 - - Druckpumpe 68 - - Feuerspritze 78 - - Das Ohr des Menschen 91 - - Das Stimmorgan 93 - - Thermometer 106 - - _Watt_'s doppelt wirkende Dampfmaschine 134 - - Locomotive 140 - - Das Auge des Menschen 160 - - Electroskop 184 - - Leydener Flasche 186 - - Condensator 187 - - Galvanische Batterie 194 - - _Morse_'s Schreib- und Drucktelegraph 198 - - - - - Im Spätherbst d. J. erscheint: - - Otto Ule's - - Warum und Weil. - - Chemischer Theil. - - Von - - F. Langhoff, - - Direktor der Königl. Gewerbeschule zu Potsdam. - - Mit in den Text eingedruckten Holzschnitten. - - Format und Ausstattung wie die des physikal. Theils, - Umfang 150 bis 180 Seiten, - Preis 2 M. bis 2 M. 50 Pf. - - Berlin, 1877. Verlag von Karl J. Klemann. - - - - -Bei =Karl J. Klemann= in =Berlin= ist erschienen und durch alle -Buchhandlungen zu beziehen: - - -Physik - -für - -Elementar- und Mittelschulen. - -Die Ergebnisse des Unterrichts - -zur - -Wiederholung und Einübung - -für Schüler - -systematisch geordnet - -von - -~Dr.~ W. Simon. - -Mit 111 in den Text eingedruckten Holzschnitten. - -Zweite verbesserte Auflage. - -1876. Kartonnirt. Preis 80 Pf. - -Der =ganz ungewöhnlich= billige Preis -- =80 Pf. für ein sauber -ausgestattetes, kartonnirtes Buch mit Hundert und elf Holzschnitten= -- -erleichtert die Einführung in Volksschulen. - -Die erste Auflage (1874) war in 15 Monaten vergriffen, und bald nach -ihrem Erscheinen enthielt _Diesterwegs Wegweiser_ (III. 3., S. 187) ein -Urtheil, worin es heißt: - - »_Die zahlreichen, sorgfältigen Holzschnitte unterstützen das - Memoriren und die Klarheit und Sicherheit in der Auffassung - der Erscheinungen und Gesetze zweifellos in der nachhaltigsten - Weise; das geschickt abgefaßte Buch befriedigt ein wahrhaftes - Bedürfniß._« - - - - - Weitere Anmerkungen zur Transkription - - - Offensichtliche Fehler wurden stillschweigende korrigiert. Die - Werbeseite am Buchanfang wurde ans Ende verschoben. - - - - - -End of Project Gutenberg's Warum und Weil. Physikalischer Teil., by Otto Ule - -*** END OF THIS PROJECT GUTENBERG EBOOK WARUM UND WEIL. *** - -***** This file should be named 61873-0.txt or 61873-0.zip ***** -This and all associated files of various formats will be found in: - http://www.gutenberg.org/6/1/8/7/61873/ - -Produced by The Online Distributed Proofreading Team at -https://www.pgdp.net - - -Updated editions will replace the previous one--the old editions will -be renamed. - -Creating the works from print editions not protected by U.S. copyright -law means that no one owns a United States copyright in these works, -so the Foundation (and you!) can copy and distribute it in the United -States without permission and without paying copyright -royalties. Special rules, set forth in the General Terms of Use part -of this license, apply to copying and distributing Project -Gutenberg-tm electronic works to protect the PROJECT GUTENBERG-tm -concept and trademark. 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