Naturwissenschaftliche Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem G-esamtgebiete der Naturwissenschaften. 



XIX. Jahrg. 



29. September 1904. 



Nr. 39. 



P. Lenard: Über Regen. (Meteorologische Zeitschrift 

 1904, Bd. XXI, S. 249—262.) 



„Obgleich im ganzen zutreffend auf physikalische 

 Prinzipien zurückgeführt, bietet der Regen im ein- 

 zelnen doch viel Fragliches"; so unter anderen auch 

 bei den Ereignissen, die das Herabfallen des Wassers 

 begleiten. Herr Lenard war infolge seiner Versuche 

 über die Elektrizitätsentwickelung in Wasserfällen 

 darauf geführt, auch die Regentropfen in den Kreis 

 seiner Untersuchung zu ziehen und nach etwaiger 

 Elektrizitätsentwickelung in der Luft durch das Ver- 

 schwinden der Flüssigkeitsoberflächen zu suchen. Er 

 stellte zu diesem Zwecke Versuche über das Verhalten 

 von Wassertropfen in aufwärts strömender Luft an, 

 das zweifellos beim Regen eine wichtige Rolle spielt, 

 und hat dabei Resultate erzielt, die im Verein mit 

 direkten Beobachtungen an Regentropfen über die 

 bisher meist nur theoretisch behandelten Gestaltungen 

 und Fallgeschwindigkeiten der Tropfen in der Luft 

 wichtige Aufschlüsse bringen. 



Zur Ausführung der Versuche über das Schweben 

 von Tropfen in aufströmender Luft bediente sich 

 Herr Lenard eines großen Ventilatorflügelrades mit 

 vertikaler Achse im unteren Teile eines vertikalen 

 zylindrischen Mantels von 1 m Höhe. Wurde das 

 Rad in Rotation versetzt, so blies oben aus dem 

 Mantel ein starker Luftstrom vertikal aufwärts, der 

 von der rotierenden Bewegungskomponente durch 

 vertikale Wände befreit und durch einen aufgesetzten 

 Konus noch eingeengt war. In diesen Luftstrom 

 hinein konnte man aus einem an der Zimmerdecke 

 aufgehängten Gefäße Wassertropfen von verschiedener 

 Größe fallen lassen und stets den Gang des Venti- 

 lators so regulieren, daß der Tropfen schweben blieb. 

 Über der Mündung des Konus schwebte dann der 

 Tropfen so lange, bis er schließlich, langsam aus dem 

 Strome herausgleitend, neben dem Apparat nieder- 

 fiel; das Schweben dauerte 2 bis 4 Sekunden. 



Indem der schwebende Tropfen mit dem Auge 

 verfolgt wurde, konnte er bei seinem schließlichen 

 Herausgleiten auf Löschpapier aufgefangen werden, 

 um seine Größe zu ermitteln; die zugehörige Luft- 

 geschwindigkeit wurde mit einem kleinen Anemo- 

 meter an der Stelle, wo der Tropfen geschwebt hatte, 

 gemessen. Die kleinsten untersuchten Tropfen wurden 

 nicht einzeln, sondern in einem Strahl fallen gelassen, 

 dieser dann abgestellt, und nachdem der Schwärm 

 durch Herausfallen von Tropfen sich gelichtet hatte, 



wurden die letzten am längsten schwebenden unter- 

 sucht. 



Die erhaltenen Resultate sind nach Tropfengrößen 

 zu Mittelwerten vereinigt und ergaben für die 

 Tropfendurchmesser in mm (A) die Luftgeschwindig- 

 keiten für Schweben in m/Sek (B), die gleich sind 

 den Fallgeschwindigkeiten in ruhender Luft: 



A B 



1,28 4,8 



3,49 7,37 



4,50 8,05 



5,47 7,98 



6,36 • . . 7,80 



Mau sieht hieraus, daß bei wachsender Tropfengröße 

 die Geschwindigkeit schnell einen Grenzwert erreicht 

 — sehr nahe 8,0 m/Sek — , über welchen hinaus sie 

 nicht wächst; sie nimmt sogar bei weiter wachsender 

 Tropfengröße wieder ein wenig ab. In allen Fällen 

 war die Geschwindigkeit kleiner, der wirkliche Luft- 

 widerstand also größer, als dem früher theoretisch ab- 

 geleiteten Widerstandsgesetze entspräche. Der Unter- 

 schied war sehr groß bei den größten Tropfen, aber 

 selbst bei Tropfen von 1,3 mm noch vorhanden. 



Die Lösung dieses Widerspruches zwischen Theorie 

 und Beobachtung ergibt sich bei aufmerksamer Be- 

 trachtung der schwebenden Tropfen; denn man er- 

 kennt, daß diese deformiert, und zwar in vertikaler 

 Richtung abgeflacht sind. Bei den größten Tropfen 

 steigerte sich die Deformation oft bis zum Zerfahren 

 derselben. Ähnliche Deformation hatte Herr Lenard 

 schon früher an den Tropfen eines nächtlichen Regens 

 bei Momentbeleuchtung konstatiert, während die 

 Tropfen der älteren Fallversuche, welche nur einige 

 Zehntelsekunden gedauert hatten, solche Deformationen 

 nicht zeigten. Daraus folgt, daß die Ausbildung dieser 

 Deformationen mehr Zeit erfordert, als in jenen Ver- 

 suchen vorhanden war. Der Zeitverbrauch ist verständ- 

 lich, wenn die Deformation eine Wirkung der tangen- 

 tialen Reibungskräfte der Luft ist, welche die ganze 

 Masse des Tropfens in wirbelnde Bewegung bringen. 

 Diese Bewegung muß zunächst den Tropfen durch ihre 

 zentrifugalen Kräfte abflachen, bei genügender Inten- 

 sität ihn zu einem horizontalen Ring öffnen, welcher 

 dann durch die Kräfte der Oberflächenspannung in 

 einen Kranz kleinerer Tropfen zerfallen muß. 



Bezüglich der Fallbewegung mittelgroßer und 

 großer Tropfen ergibt sich hiernach, daß das Luft- 

 widerstandsgesetz nur eine auf Regentropfen in dem 

 engen Intervall von 0,3 bis 0,5 mm Durchmesser be- 



