Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



Neue Folge VIII. Band; 

 der ganzen Keihe XXIV. Band. 



Sonntag, den 6. Juni 1909. 



Nummer 5JJJ. 



Das Invar und seine wichtigste Verwendung in der Geodasie. 



[Nachdruck verboten.] 



Von Prof. Dr. E. Hammer. 



1. Fur eine Reihe von Anwendungen in der 

 Geodasie ist ein Metall willkommen, das einen 

 moglichst kleinen Warmeausdehnungskoeffizienten 

 hat bei geniigender Bestandigkeit und Festigkeit, 

 endlich bei nicht hohem Preis. Feine MaBstabe 

 in der Form sog. Normalmafistabe und zur un- 

 mittelbaren Verwendung bei Prazisions-Langen- 

 messungen konnen nicht aus dem stets und un- 

 regelmafiig veranderlichen hygroskopischen Holz 

 bestehen, sondern nur aus Metall ; da es aber 

 schwierig 1st, die Temperatur eines solchen Metall- 

 stabs genau zu messen, so sollte bei Staben fiir 

 feine Messungen ein gewisser Temperaturfehler 

 einen moglichst geringen Langenfehler zur Folge 

 haben. Auf der Oberflache eines Stahlstabs seien 

 zwei feine Striche gezogen, die z. B. bei der 

 Temperatur -}- 18 C die Entfernung von genau 

 I m haben; wird die Temperatur des Stabs um 

 10 vergroSert, auf -)- 28 C gebracht, so sind die 

 zwei Striche um mehr als 1 / 10 mm iiber I m von- 

 einander entfernt; eine Unsicherheit um nur i 

 in der Temperatur des Stabs macht die Ent- 

 fernung der zwei Striche um etwas iiber l j inn mm 

 unsicher. Bei einem Messingstab ist die Warme- 

 ausdehnung fast das Doppelte von der eines Stahl- 

 stabs unter denselben Umstanden; der Warme- 

 ausdehnungskoeffizient des gewohnlichen Messings 

 ist I 4 / B von dem des gewohnlichen Stahls. Fiir 

 Platin dagegen ist dieser Koeffizient nur 4 / 6 von 

 dem des Stahls; ein Platinstab von I m Lange 

 wird bei Abnahme seiner Temperatur um i" nicht 

 wie der Stahlstab um 1,1 Hundertstel eines 

 Millimeters, sondern nur um 0,9 Hundertstel mm 

 kiirzer. Das sind kleine Grofien und wozu braucht 

 man sie so sehr genau zu kennen ? Nun, diese 

 Meterstabe u. dgl. dienen eben auch als MaBe fiir 

 sehr lange Strecken, bei denen ihre Fehler mit 

 IOOOO, icoooo multipliziert werden, und man muS 

 deshalb sowohl die Lange der ,,NormalmaSe" bei 

 einer bestimmten Temperatur, als ihr thermisches 

 Verhalten und die Erhaltung ihrer Lange im Lauf 

 der Zeit aufs genaueste studieren. Man rechnet 

 bei diesen feinen MaBvergleichungen nicht in 

 Millimetern, sondern in Mikrons C/iooo mm). 



2. Platin und die Platin-Iridiumlegierung, aus 

 der die vor einigen Jahren an die einzelnen 

 Staaten der Meterkonvention abgegebenen Ur- 

 mafie bestehen, ist nun viel zu teuer, als daB man 

 daran denken konnte, zahlreiche und lange MaBe 

 aus diesem Material zu verfertigen. Da wurde 

 eines Tags gefunden, daB ein bedeutender Nickel- 

 zusatz zum Stahl dessen Warmeausdehnungs- 

 koeffizienten herabdriickt und daB bei einer Legie- 



rung von etwa 36 v. H. (dem Gewicht nach) Nickel 

 mit 64 v. H. Stahl dieser Koeffizient einen sehr 

 ausgesprochenen kleinsten Wert erreicht, bei noch 

 starkerem Nickelgehalt der Legierung also wieder 

 steigt. Dieser Nickelstahl mit 36 / Nickel ist 

 Invar genannt worden, unveranderliches Metall. 

 Der Warmeausdehnungskoeffizient des gewohnlich 

 verwendeten Invar ist ungefahr 1 [. io von dem des 

 Stahls: wahrend eine Unsicherheit von i" in der 

 Temperatur eines Stahlstabs seine Lange, die fiir 

 eine bestimmte Temperatur genau bestimmt sei, 

 um rund '/ion ooo ' nres Betrags unsicher macht, 

 ist die entsprechende Zahl fur einen Invarstab 

 Vs ooo ooo- E S i st das groBe Verdienst der beiden 

 Direktoren des internationalen Mafi- und Gewichts- 

 bureaus zu Breteuil (bei Sevres, unweit Paris), R. 

 Benoit und Ch. Ed. Guillaume, auf Wunsch 

 der internationalen Erdmessung dieses merkwiirdige 

 Metallgemisch nach alien Richtungen sorgfaltig 

 studiert zu haben. In dem franzosischen Stahl- 

 werk Imphy, aus dem bisher der meiste Nickel- 

 stahl fiir feine MaBstabe usf. hervorging, ist es 

 gelungen, Legierungen (mit Chromzusatz usw.) 

 herzustellen, die gegen Temperaturanderungen 

 so gut wie unempfindlich sind, bei denen z. B. in 

 der Nahe von 15 die Anderung der Temperatur 

 eines Stabs um I eine Anderung seiner Lange von nur 

 1 /2i ono oon hervorbringtund die also den Namen Invar 

 buchstablich verdienen was die Temperatur 

 angeht. Leider ist aber mit dem Vorzug der ge- 

 ringen Warmeausdehnung ein groBer Nachteil 

 verbunden : die Molekiile des Materials sind in 

 gleichsam nur labilem Gleichgewicht, z. B. gegen 

 starke oder langandauernde Erschiitterungen nieht 

 unempfindlich, die Lange der Invarstabe usf. 

 andert sich ,,von selbst" im Lauf der Zeit. Zwar 

 ist bei Staben aus alien Materialien die Lange, 

 wie man in der Metronomic sagt, eine ,,Funktion 

 der Zeit". Doch sind gerade bei Invarstaben und 

 -drahten solche Anderungen von ziemlich groBen 

 Betragen beobachtet worden; besonders Er- 

 schiitterungen sind von EinfluB. Z. B. hat ein 

 Invardraht von i s / 4 mm Starke und 24 m Lange, 

 nachdem er durch eine Zugspannung von 160 kg, 

 der er 3 Tage ausgesetzt wurde, eine dauernde 

 Verlangerung von etwas iiber 16 mm erfahren 

 hatte, durch 100, 500, 1000 heftige Schlage gegen 

 den FuBboden wieder eine Verkiirzung um 1,34, 

 4,04, 5,21 mm erlitten. Die neuen Drahte 

 haben iibrigens hohere Festigkeit und viel groBere 

 Bestandigkeit als die zuerst hergestellten, so dafi 

 solche extreme Zahlen nicht mehr erscheinen ; 

 und gliicklicherweise fiihren die absichtlichen, 

 starken und oft wiederholten Erschiitterungen das 



