Naturwissenschaftliche Rundschau, 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem Gresamtgebiete der Naturwissenschaften. 



XXII. Jahrg. 



28. März 1907. 



Nr. 13. 



Die Fizeausche Methode zur Bestimmung der 

 Ausdehnung fester Körper und ihre Anwen- 

 dung zur Ermittelung anderer physikalischer 

 Konstanten. 

 Von Prof. Karl Scheel. 



(Originalmitteilung.) 

 1. 



Zur Bestimmung der Wärmeausdehnung fester 

 Körper stehen im wesentlichen drei Methoden zur 

 Verfügung. Unter ihnen ist die Komparatormethode 

 am übersichtlichsten , welche darin besteht , daß die 

 Länge eines horizontal oder vertikal gelagerten Stabes 

 bei verschiedenen Temperaturen mit einem zweiten 

 verglichen wird, dessen Temperatur während der Ver- 

 gleichung konstant bleibt. — Die zweite Methode, 

 die Wägungsmethode , setzt die Kenntnis der kubi- 

 schen Ausdehnung einer Flüssigkeit, meist des destil- 

 lierten Wassers , als bekannt voraus. Die Wägung 

 eines festen Körpers in dieser Flüssigkeit bei ver- 

 schiedenen Temperaturen ergibt die kubische Aus- 

 dehnung des Körpers relativ zu derjenigen der Flüssig- 

 keit, woraus seine eigene zu berechnen ist. 



Die dritte Methode , welche nach ihrem Urheber 

 als Fizeausche Methode bezeichnet wird, knüpft an 

 die Erscheinung der optischen Interferenz an. Wird 

 eine Luftplatte von zwei nahezu parallelen spiegeln- 

 den Flächen begrenzt und das so gebildete System 

 mit monochromatischem Licht beleuchtet, so entsteht 

 das unter dem Namen der Newtonschen Ringe be- 

 kannte Phänomen. Ändert man nun die Dicke der 

 Luftplatte dadurch , daß man den Abstand der spie- 

 gelnden Fläche verkleinert oder vergrößert, so tritt 

 eiu Wandern der Newtonschen Interferenzstreifen 

 im einen oder anderen Sinne ein, in solchem Betrage, 

 daß jeder Abstandsänderung um eine halbe Wellen- 

 länge des benutzten Lichtes die Verschiebung des 

 Streifensystems um eine Streifenbreite entspricht. 

 Mißt man umgekehrt die Streifenverschiebung, so 

 kann man daraus die Dickenänderung der Luftplatte 

 berechnen. 



Die Fizeausche Anordnung, welche die Aus- 

 nutzung dieser Erscheinung für Ausdehnungsmessun- 

 gen bezweckte, bestand aus dem sog. Fizeauschen 

 Tischchen , d. h. einer von drei nahe gleichlangen 

 Stahlschrauben durchsetzten Stahlplatte, welche bei 

 passender Stellung der Schrauben horizontal gerichtet 

 war. Die Oberfläche der Platte war geschliffen und 

 poliert. Ferner wurde über die senkrecht stehenden 



Schrauben eine Glasplatte oder schwach konvexe Linse 

 gelagert; die oben genannte Luftplatte war dann 

 durch die Oberfläche der Stahlplatte und die Unter- 

 fläche der Glasplatte gegeben. Jede infolge von 

 Temperaturveränderung eintretende Längenänderung 

 der Schrauben verursachte also eine Dickenänderung 

 der Luftplatte, welche durch Messung der Verschie- 

 bung des Interferenzstreifenbildes bestimmt wurde. 



Nachdem auf solche Weise der Ausdehnungs- 

 koeffizient der Stahlschrauben einmal gefunden war, 

 war es ein leichtes, die Ausdehnung anderer Körper, 

 welche inmitten der Stahlschrauben auf dem Stahl- 

 tischchen aufgebaut, oberflächlich plan geschliffen und 

 bis zur Spiegelung poliert waren , relativ zum Stahl 

 zu messen und daraus ihre absolute Ausdehnung ab- 

 zuleiten. Bei diesen relativen Ausdehnungen wurde 

 die Luftplatte durch die Oberfläche des zu unter- 

 suchenden Körpers einerseits, andererseits wieder 

 durch die Unterfläche der Deckplatte gebildet. Durch 

 Hinein- oder Herausdrehen der Stahlschrauben konnte 

 man diese Luftplatte so dünn wie möglich machen, was 

 zur Schärfe der Interferenzlinien wesentlich beitrug. 



Mit dem von ihm angegebenen Apparate hat 

 Fizeau selbst eine große Zahl von Ausdehnungen, 

 namentlich von Kristallen und anderen solchen Kör- 

 pern gemessen , welche nur in kleinen Stücken er- 

 hältlich waren, aufweiche sich die Komparatormethode 

 eben wegen ihrer Kleinheit nicht mehr anwenden ließ. 



Die Versuche wurden später von Ben oit im Bureau 

 International des Poids et Mesures mit verbesserten 

 Hilfsmitteln wieder aufgenommen. Insbesondere er- 

 setzte B e n o i t das Stahltischchen , das wegen der 

 thermischen Nachwirkung unzuverlässig war, durch 

 ein ebensolches aus Platiniridium , jener Legierung 

 aus 10 % Iridium auf 90 % Platin , die auch zur 

 Herstellung der Urnormale des Meters und des Kilo- 

 gramms und ihrer Kopien verwendet worden ist. Die 

 von Benoit benutzte Decklinse war mit einer großen 

 Zahl eingeätzter Punkte versehen , welche als feste 

 Marken bei der Beobachtung der Interferenzstreifen 

 dienten. Indem man gleichzeitig eine größere Zahl 

 dieser Marken benutzte, konnte man, trotzdem nur 

 in einer Spektralfarbe, den Wellenlängen der gelben 

 Natriumdoppellinie, beobachtet wurde, die Messungs- 

 genauigkeit bedeutend erhöhen. Tatsächlich bilden 

 auch die klassischen Untersuchungen Benoits einen 

 wesentlichen Bestandteil unserer Kenntnisse von der 

 Ausdehnung fester Körper. 



