Naturwissenschaftliche Rundschau. 



"Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem GesamtgeMete der Naturwissenschaften. 



XXV. Jahrg. 



5. Mai 1910. 



Nr. 18. 



A. Einstein: Über die Entwickelung unserer 

 Anschauungen über das Wesen und die 

 Konstitution der Strahlung. (Physikal. Zeitsch. 

 1909, Jahrg. 10, S. 817—825.) 

 Die Erkenntnis, daß das Licht die Erscheinungen 

 der Interferenz und Beugung zeigt, hatte zu der Auf- 

 fassung des Lichtes als einer Wellenbewegung, und die 

 Tatsache, daß es sich auch im Vakuum fortpflanzt, 

 zur Annahme des Lichtäthers geführt. Wahrend aber 

 Herr Chwolson in seinem im Jahre 1902 erschienenen 

 Lehrbuch der Physik bei Besprechung des Äthers be- 

 merkte, daß „die Wahrscheinlichkeit der Hypothese 

 von der Existenz dieses einen Agens außerordentlich 

 nahe an Gewißheit grenzt", erklärt Herr Einstein 

 in der vorliegenden Abhandlung, daß die Ätherhypothese 

 als ein überwundener Standpunkt anzusehen sei. Zur 

 Begründung dieser Behauptung wird eine kurze Über- 

 sicht der Entwickelung der modernen elektromagneti- 

 schen Lichttheorie gegeben. 



Den größten Fortschritt der theoretischen Optik 

 seit Einführung der Undulationstheorie sieht Verf. in 

 der genialen Entdeckung Maxwells, daß das Licht 

 als ein elektromagnetischer Vorgang aufgefaßt werden 

 kann. Während die alten Theorien von Fresnel und 

 Neumann mit den mechanischen Größen der Defor- 

 mation und Geschwindigkeit der Ätherteilchen zu 

 operieren suchten, führte Maxwell die elektromagne- 

 tischen Zustände des Äthers und der Materie ein und 

 reduzierte so die optischen Probleme auf elektro- 

 magnetische. Damit wurde nicht nur eine Klärung 

 und Vereinfachung der Grundlagen geschaffen, sondern 

 auch manche Streitfrage als gegenstandslos erkannt, 

 wie beispielsweise die Frage nach der Schwingungs- 

 richtung des polarisierten Lichtes, in deren Auffassung 

 sich gerade die oben angeführten mechanischen Theorien 

 wesentlich unterschieden. Ferner mußten die mecha- 

 nischen Theorien besondere Annahmen einführen, um 

 longitudinale Lichtwellen auszuschließen, während die 

 elektromagnetische Lichttheorie von vornherein nur 

 transversale Wellen kennt. 



Im weiteren Verlauf der Entwickelung ergaben 

 sich aber auch in der elektromagnetischen Theorie 

 Schwierigkeiten, die insbesondere durch die Frage 

 nach dem Verhalten des Lichtäthers gegenüber Bewe- 

 gungen der Materie bedingt waren. 



Schon Fizeau hatte bekanntlich einen wichtigen 

 Versuch angestellt, um zu entscheiden, ob der Licht- 

 äther die Bewegungen der Materie mitmacht, oder ob 

 er sich im Innern bewegter Körper anders bewegt als 



diese, oder ob er endlich an diesen Bewegungen über- 

 haupt nicht teilnimmt, sondern stets in Ruhe bleibt. 

 Er ließ zu diesem Zweck zwei interferenzfähige, mono- 

 chromatische Lichtbündel je eine mit Wasser gefüllte 

 Röhre axial passieren und nachher zur Interferenz 

 gelangen. Ließ er nun gleichzeitig das Wasser in den 

 beiden Röhren iii entgegengesetzter Richtung strömen, 

 so daß es sich in der einen Röhre im Sinne des Lichtes, 

 in der anderen diesem entgegen bewegte, so trat eine 

 Verschiebung der Interferenzfransen ein, aus der sich 

 bestimmen ließ, inwieweit die Fortpflanzungsgeschwin- 

 digkeit durch die Körpergeschwindigkeit (des strömen- 

 den Wassers) beeinflußt wurde. 



Würde der Äther einfach mitgenommen, so würde 

 die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Lichtes V im 

 Falle des gleichsinnig strömenden Wassers einfach 

 um die Geschwindigkeit des strömenden Wassers er- 

 höht, im anderen Fall verringert werden. 



Bezeichnet V a t s die absolute Geschwindigkeit des 

 Lichtes, wie sie einem ruhenden Beobachter erscheint, 

 v die Geschwindigkeit des strömenden Wassers, so 

 müßte je nach der Strömungsrichtung des Wassers 

 Vabs =V-\- V oder V — v sein. 



Der Fizeau sehe Versuch ergab aber die Beziehung 

 V aba = V + a v, 

 wobei K <^ 1 ist und unter Vernachlässigung der 



Dispersion den Wert 1 — — hat, wenn n den Bre- 



chungsindex der strömenden Flüssigkeit bedeutet. 



Dieses Experiment erwies also, daß der Äther 

 nicht vollständig von der bewegten Materie mit- 

 geführt wird, daß er sich anders bewegt als diese, 

 somit eine Relativbewegung gegen sie besitzt. Nun 

 ist aber die Erde ein Körper, der in bezug auf das 

 Sonnensystem im Laufe des Jahres Geschwindigkeiten 

 verschiedener Richtungen hat, und da nach dem 

 Fizeau sehen Versuch der Äther in unseren Labora- 

 torien die Bewegung der Erde und der mit dieser sich 

 bewegenden optischen Apparate nicht vollkommen 

 mitmachen kann, so mußte man erwarten, daß die 

 optischen Erscheinungen von der Orientierung der 

 Apparate abhängig sein würden. Aber obwohl sehr 

 exakte Versuche hierüber angestellt wurden, gelang es 

 nicht, eine derartige Abhängigkeit nachzuweisen. 



Dieser Widerspruch wurde durch die von H. A. 

 Lorentz im Jahre 1895 entwickelte Theorie beseitigt. 

 Er zeigte, daß man, ausgehend von einem ruhenden, 

 an den Bewegungen der Körper nicht teilnehmenden 



