202 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



No. 16. 



Bekanntlich besteht der Cartesianische Taucher 

 aus einem Hohlkörper, der theils mit Luft, theils 

 mit Wasser gefüllt ist und durch eine Oeffnung mit 

 dem umgebenden Wasser communicirt. Ist das 

 specifische Gewicht des Körpers (Glaskugel z. B.) plus 

 dem der eingeschlossenen Luft zusammen kleiner als 

 1, dann wird das System im Wasser schwimmen, ist 

 es grösser als 1, dann sinkt es unter, und wenn es 

 gleich 1 ist, dann schwebt es an jeder Stelle des 

 Wassers, wo diese Bedingung erfüllt ist. Das speci- 

 fische Gewicht des Systems ist nun abhängig von 

 dem veränderlichen Volumen der in demselben ent- 

 haltenen Luft, und kann beliebig durch Compression 

 derselbeu erhöht, durch Nachlassen des Druckes ver- 

 mindert werden. Schwimmt der Taucher in Wasser, 

 welches in einem mit einer Gummi-Membran ver- 

 schlossenen Gefäss enthalten ist, so wird durch Druck 

 auf die Membran der Luftdruck über dem Wasser 

 erhöht, und etwas Wasser in die Glaskugel getrieben, 

 die Luft in derselben wird in Folge dessen com- 

 primirt, der Schwimmer erlangt ein höheres speci- 

 fisches Gewicht und sinkt zu Boden. 



Ist das Luftvolumen im Taucher nur so weit com- 

 primirt, dass das specifische Gewicht des ganzen 

 Systems gleich 1 ist, dann herrscht Gleichgewicht, 

 und das System schwebt im Wasser; dieses Gleich- 

 gewicht ist aber kein stabiles, sondern ein labiles. 

 Denn offenbar ist das Volumen der eingeschlossenen 

 Luft abhängig von der Höhe der Wassersäule, welche 

 auf dem Schwimmer lastet. Steigt der Schwimmer aus 

 seiner Gleichgewichtslage etwas empor, so wird die 

 Wassersäule kleiner, das Luft- Volumen grösser, das 

 specifische Gewicht des Schwimmers wird daher immer 

 kleiner, und er steigt immer weiter bis zur Oberfläche; 

 hat man umgekehrt den Schwimmer aus seiner Gleich- 

 gewichtslage nach unten gedrängt, so wird die Wasser- 

 säule höher, das Luftvolumen kleiner, das specifische 

 Gewicht des Schwimmers grösser und er sinkt immer 

 weiter, bis er den Boden erreicht, wo er liegen 

 bleibt. Von einem stabilen Gleichgewichte kann da- 

 her keine Rede sein. 



Die einfachen, diese Verhältnisse repräsentirenden 

 Formeln gestatten nun in leichtester Weise die Lage 

 dieses labilen Gleichgewichtes für bestimmte Fälle in 

 Zahlen auszumitteln. Das Gleichgewicht tritt nämlich 

 ein, wenn die Zahl, welche das Gewicht des Schwimmers 

 in Grammen angiebt, gleich ist der Zahl, welche die 

 Summe der Volumina von fester Substanz und Luft 

 in cm 3 darstellt. Ist nun F das Gewicht der festen 

 Substanz des Schwimmers, s ihr specifisches Gewicht, 

 L und 6 Gewicht und specifisches Gewicht der abge- 

 sperrten Luft, so haben wir F/s -\- L ö = F -f- L. 

 Und da 6 in dem Fall, dass die abgesperrte Luft inner- 

 halb des Wassers sich befindet, abhängig ist von der 

 auf dieselbe drückenden Wassersäule, haben wir, wenn 

 h die Wassersäule bedeutet, P den äusseren Luftdruck, 

 und 6 das diesem entsprechende specifische Gewicht 

 der Luft, ö = 6 /P(P + h). Durch Einsetzen dieses 

 Werthes in die obige Gleichgewichts-Gleichung er- 

 hält man eine Gleichung, aus der man h , die dem 



Gleichgewicht entsprechende Höhe der Wassersäule, 

 leicht findet. Dieser Werth lässt sich dann aus den 

 übrigen bekannten Grössen in jedem Fall numerisch 

 ausmitteln. Wie schon die Formel zeigt, wächst h 

 mit L, d. h. also, je grösser das Gewicht der abge- 

 schlossenen Luft, desto tiefer liegt die Gleichge- 

 wichtslage unter der Oberfläche, mit der Grösse des 

 äusseren Luftdruckes hingegen nimmt 7* ab. 



Dieselbe Rolle nun , wie die abgesperrte Luft im 

 Cartesianischen Taucher, spielt die Schwimmblase im 

 lebenden Fisch. Dass die physikalischen Verhältnisse 

 genau gleich liegen, zeigen die vielfach schon durch 

 ältere Erfahrungen constatirten Thatsachen, dass der 

 Fischkörper ohne Schwimmblase specifisch schwerer 

 ist als Wasser und mit der Schwimmblase ein speci- 

 fisches Gewicht kleiner als 1 besitzt. Auch bei den 

 Fischen hängt es somit von dem Volumen der im 

 Körper abgeschlossenen Luft ab, ob er im Gleichge- 

 wicht, und zwar im labilen Gleichgewicht sich be- 

 findet, ob er nach oben steigt oder nach unten sinkt, 

 Ein Unterschied zwischen der Schwimmblase und 

 dem Taucher besteht nur darin, dass bei dem letzteren 

 die directe Communication des Schwimmers mit dem 

 umgebenden Wasser die Abhängigkeit des Luft- 

 volumens innen von dem äusseren Druck bedingt; 

 bei der Schwimmblase aber liegen die Verhältnisse 

 etwas anders. Das Volumen der Schwimmblasenluft 

 hängt zwar einerseits vom Druck der auf dem Fisch 

 lastenden Wassersäule ab, andererseits aber von den 

 Ausdehnungen und Compressionen der Blase durch 

 die Muskeln des Fischkörpers, welche an die Stelle 

 der Schwankungen des äusseren Druckes treten. 

 Wird die Blase ausgedehnt, so wird das specifische 

 Gewicht des Fisches kleiner, er wird nach oben 

 steigen und da mit dem Aufsteigen die drückende 

 Wassersäule kleiner wird, wird der Auftrieb, wie 

 beim Taucher , immer grösser. Hat der Fisch um- 

 gekehrt in der Gleichgewichtslage seine Blase stärker 

 contrahirt, dann sinkt er, und da mit dem Sinken 

 die auf ihm lastende Wassersäule , und damit die 

 Compression der Blase wächst, so sinkt er immer 

 weiter, bis zum Boden des Wassers. 



Die Tiefe der labilen Gleichgewichtslage hängt 

 ab von der Masse und dem specifischen Gewicht des 

 Fischkörpers und von der Menge der abgesperrten 

 Luft. In der Ebene des Gleichgewichtes, wo der 

 Fisch das specifische Gewicht 1 besitzt, wird er am 

 besten und leichtesten umherschwimmen können, da 

 er hier weder nach oben noch nach unten gedrängt 

 wird; auch oberhalb derselben, wo er leichter ist als 

 Wasser, wird das Schwimmen ihm gestattet sein , da 

 er den Auftrieb durch eine Compression seiner Blase 

 leicht compensiren kann. Herr Liebreich nennt 

 den Raum , den das Wasser bis zu dieser Tiefe ein- 

 nimmt, die „Hydrosphäre" des Fisches. In derselben 

 bewegt sich der Fisch um so leichter, je mehr er 

 Bich der Gleichgewichtsebene nähert. Durch An- 

 passung des Volumens seiner Luftblase an die Gleich- 

 gewichtslage kann der Fisch sich beliebig lange in 

 seiner Hydrosphäre schwebend erhalten. 



