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Naturwissenschaftliche Wochenschrift. 



N. F. XV. Nr. 50 



gebiete vorhanden sind. Uberall wo iiberhaupt 

 von Symmetric gesprochen werden kann, ist es 

 keine allseitige zentrale, sondern ausgesprochen 

 eine einfache, zu beiden Seiten einer Geraden. 

 Die Entfernung des Innenrandes der Aufienzone 

 vom Zentrum ist ganz verschieden, man hat no, 

 130, 160, ja 180 km gefunden. Als Ursache der 

 Erscheinungen kommen nach Schmidt Luft- 

 stromungen, vor allem vertikale, in Betracht, 

 daneben Temperatureinfliisse. 



Als Ursache die Reflexion an der 70 lookmiiber 

 der Erdoberflache liegenden Wasserstoffatmosphare 

 anzunehmen (Hypothese v. d. Bo r n e 's), ist physika- 

 lisch unmoglich, wie folgende Uberlegungen zeigen : 

 Ein Schallstrahl, der nur 50 km in die Hohe steigt, 

 wird sehr stark gesch wacht durch Reflexionen an den 

 verschieden temperierten Luftschichten. Flugzeug- 

 fiihrer haben in 2000 3000 m Hohe nach Ab- 

 stellung des Motors den Donner der Geschiitze 

 gar nicht oder nur aufierst schwach wahrgenommen. 

 Ein 50 km emporgestiegener Schallstrahl besitzt, 

 wie sich berechnen lafii, nur Vnon der Energie, 

 die ein horizontal, in Luft gleichbieibender Dichte 

 fortlaufender nach Durchmessung desselben Weges 

 noch hatte; bei einer Entfernung von 100 km 

 betragt der Bruchteil nur Vsooooo- Das Mifiver- 

 hahnis wird noch betrachthch grofier, da beim 

 Herabsteigen dieselbe Schwachung wie beim Auf- 

 stieg stattfindet. Eine aus 50 bzw. 100 km herab- 

 kommende Schallwelle besitzt weniger als Vioooooo 

 bzw. 12 Billiontel der Anfangsenergie. Anders 

 ausgedriickt lautet das Ergebnis der Rechnung 

 folgendermafien. Am Innenrand des Aufien- 

 gebietes hatte ein an der Wasserstoffatmosphare 

 (50 resp. 100 km hoch) abgebogener Schallstrahl 

 dieselbe Energie wie em direkter in 100000 bzw. 

 160000000 km Entfernung. -- Daraus erhellt die 

 Unmoglichkeit der v. d. Borne'schen Erklarung, 

 auch wenn die Rechnung, die zu diesen Zahlen 

 fuhrt (sie ist in der Arbeit nicht mitgeteilt) , auf 

 nicht genau zu kontrollierenden Grundlagen be- 

 ruht und daher mit betrachtlichen Fehlern be- 

 haftet ist. 



Weit mehr Wahrscheinlichkeit hat die Er- 

 klarung F r. N 6 1 k e ' s l ) fur sich , der die Zone 

 abnormer Horbarkeit auf eine Reflexion der Schall- 

 strahlen an einer in mafiiger Hohe liegender 

 Inversionsschicht zuriickfuhrt, d. i. eine Luftschicht, 

 die hohere Temperatur besitzt als die darunter 

 liegenden. Weitere Bemerkungen zu seiner ersten 

 Verbffentlichung macht Fr. No Ike in der Physi- 

 kal. Zeitschr. XVII S. 283 (1916). Die abnorme 

 Horbarkeit ist vor allem in der kiihleren Jahreszeit 

 beobachtet worden. Im Winter namlich ist die 

 Luft akustisch durchlassiger, da die vertikalen 

 Temperaturunterschiede und damit die Schwachung 

 des Schalles geringer ist als im Sommer. Ferner 

 sind wegen der grofieren Gleichmafiigkeit in der 

 Temperatur die Schallstrahlen in den unteren 



') Vgl. Bericht i. d. Naturw. Wochenschr., XV, S. 324 

 (1916). 



Schichten sehr wenig gekrummt. Die Reichweite 

 ist daher in horizontaler Richtung grofier. Die 

 normale Horbarkeit ist demnach im Winter grofier 

 als im Sommer. Die Belaubung der Baume hat 

 aber mit dieser Erschemung nichts zu tun. Da 

 sich in der kiihleren Jahreszeit fast regelmafiig 

 kraftige Inversionsschichten finden, die im Sommer 

 fehlen oder nur schwach ausgebildet sind, zeigt 

 sich die abnorme Horbarkeit (jenseits der Zone 

 des Schweigens) fast nur im Winter. 



Die Tatsache, daS der Schall sich auch langs 

 der gekrummten Erdoberflache fortpflanzt, ist auf 

 die Beugung der Schallstrahlen zuruckzufiihren. 

 Die Zone des Schweigens beginnt (von der Schall- 

 quelle aus gerechnet) dort, wo der Schall durch 

 mehrfache Beugung so geschwacht ist, dafi er 

 nicht mehr horbar ist. Sie ist zunachst eine 

 diinne, der Erdoberflache anliegende Schicht, die 

 in groflerer Entfernung sich weiter nach oben bis 

 zu einer grofiten Hohe ausdehnt, urn dann wieder 

 an Hohe abzunehmen, namlich hinter derjenigen 

 Stelle, an der die Reflexionen an der Inversions- 

 schicht die Schallstrahlen nach unten biegen. 

 Doch ist es nicht richtig von einer Reflexion zu 

 sprechen, da ja am unteren Rande der Inversions- 

 schicht kein plotzlicher Temperatursprung, sondern 

 ein allmahlicher Ubergang erfolgt; es findet viel- 

 mehr durch Brechung eine kontinuierliche Kriim- 

 mung der Schallstrahlen statt. Strahlen , die die 

 Inversionsschicht in kleinerer bzw. grofierer Ent- 

 fernung von der Schallquelle erreichen, treffen 

 dieselbe unter einem grofieren bzw. kleineren 

 Winkel, werden durch allmahliche Brechung nach 

 unten gebogen und verlassen die Inversionsschicht 

 unter den gleichen Winkeln, unter denen sie ein- 

 fielen. So wird aus einem divergenten einfallenden 

 ein konvergentes ausfallendes Biindel, dessen 

 Strahlen sich in einer Brennhnie schneiden. Diese 

 liegt unmittelbar jenseits der Zone des Schweigens, 

 was mit der Beobachtung ubereinstimmt; hier 

 wird der Schall in besonderer Starke wahrge- 

 nommen. - - Die ganze Erscheinung zeigt danach 

 eine gewisse Ahnlichkeit mit einer bestimmten 

 Art von Luftspiegelung, bei der ja auch eine 

 Herabbiegung der von entfernten Gegenstanden 

 ausgehenden Lichtstrahlen an einer in mafiiger 

 Hohe iiber dem Erdboden liegenden Luftschicht 

 von anderer Dichte stattfindet. - Eine experi- 

 mentelle Entscheidung, ob die Schallstrahlen bis 

 zu grofier (v. d. Borne) oder nur zu mafiiger 

 (N o 1 k e) Hohe aufsteigen, ware dadurch moglich, 

 dafi man die Zeit mifit, die der Schall braucht, 

 um von der Schallquelle bis in die Zone abnormer 

 Horbarkeit zu gelangen. Doch sind Versuche 

 dieser Art bisher nicht ausgefiihrt. K. Sch. 



StefanMeyer bestimmt die mittlere Lebens- 

 dauer des Ioniums zu 1,45 IO" Jahren. Die Ge- 

 schwindigkeit, mit der die a-Strahlen (Helium- 

 atome) von einem Radioelement fortgeschleudert 

 werden, hangt von seiner Lebensdauer ab; bei 



