378 XXIII. Jahrg. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



1908. Nr. 30. 



Oszillationen vollführen. In diese Menge vibrieren- 

 der Flüssigkeitsmolekeln sind die mikroskopisch 

 kleinen Teilchen eingebettet und bekommen Anstöße 

 von den rings herum befindlichen, vibrierenden 

 Flüssigkeitsmolekeln. — Stellen wir uns die einge- 

 betteten Teilchen zunächst relativ sehr groß gegen- 

 über den Flüssigkeitsmolekeln vor, so ist mit größter 

 Wahrscheinlichkeit zu erwarten, daß in gleichen 

 Zeiten praktisch immer gleich viele Molekeln von 

 der einen, wie von der entgegengesetzten Seite gegen 

 das Teilchen prallen; die durch den Anprall erzeugten 

 Druckkräfte sind dann auf beiden Seiten entgegen- 

 gesetzt gleich groß, und das Teilchen bleibt in Ruhe. 

 Sind dagegen die eingestreuten Teilchen relativ nur 

 wenig größer als die Flüssigkeitsmolekeln, dann 

 ist die Zahl der Anpralle eine bedeutend kleinere 

 und damit auch die Wahrscheinlichkeit eine sehr 

 kleine, daß von jeder Seite in jedem Augenblicke 

 immer gleich viele Molekeln auf das Teilchen 

 treffen. Unter solchen Verhältnissen kommt es 

 dann vor, daß bald auf der einen, bald auf der 

 anderen Seite eine überwiegende Anzahl von Mole- 

 keln entgegenstößt und das Teilchen in Richtung 

 der zahlreicheren Stöße treibt. Solche Ungleichheiten 

 des Anpralles auf entgegengesetzten Seiten gibt es 

 aber in jedem Augenblick in einer anderen Richtung, 

 so daß das Teilchen bei seiner Bewegung eine „Zick- 

 zack"-Bahn beschreibt, ganz ähnlich, wie Z.B. der 

 Fußball unter den Stößen der beiderseitigen Spieler. 



Ist diese hier wiedergegebene Deutung des Vor- 

 ganges richtig, dann muß die Lebhaftigkeit der 

 Teilchenbewegung eine exakte Temperatur- 

 abhängigkeit zeigen. Denn nach der kinetischen 

 Wärnietheorie ist höhere Temperatur der Flüssigkeit 

 nichts anderes als gesteigerte Molekularbewegung. 

 Befinden sich also die suspendierten Teilchen in einer 

 Flüssigkeit von höherer Temperatur, so erbalten sie 

 lebhaftere Impulse von seifen der Flüssigkeitsmolekeln 

 und somit eine entsprechend größere Bahngeschwin- 

 digkeit. 



Eine exakte theoretische Behandlung dieser Ver- 

 hältnisse gab zuerst Einstein in einer 1905 er- 

 schienenen Arbeit 1 ). Er fand, daß bei im übrigen 

 konstant gehaltenen Verhältnissen, die Entfernung 

 zwischen Anfangs- und Endlage der Teilchen propor- 

 tional ist 1/ — , worin T die absolute Temperatur uud 



k den Reibungskoeffizienten der Flüssigkeit bedeutet. 

 Auf Veranlassung des Herrn Prof. Dr. Richarz 

 unternahm icli es schon 1904 (also vor den 

 Einsteinscheu Arbeiten), die Temperaturabhängig- 

 keit der Brownschen Bewegung eingehend zu unter- 

 suchen, und zwar womöglich nach einer objektiven 

 Methode; als solche konnte nur eine photographische 

 in Frage kommen. Anregung zu diesem Thema 

 gaben Ende 1903 die Beobachtungen in dem damals 

 neuen Ultramikroskop, in welchem die hell leuchtenden, 

 vibrierenden Teilchen kolloidaler Silber- und Gold- 



') Annalen der Physik 1905 (4) 17, S. 549- 



■560. 



lösungen eine relativ leichte, messende Verfolgbarkeit 

 ihrer Bahnen vermuten ließen. 



Versucht wurde zunächst, die leuchtenden Bahnen, 

 die diese Teilchen im Ultramikroskop während einer 

 bestimmten Zeit beschreiben, auf feststehender photo- 

 graphischer Platte zu photographieren. und dies Ver- 

 fahren für jedes Präparat bei verschiedenen , be- 

 stimmten Temperaturen zu wiederholen. Die bei den 

 einzelnen Temperaturen und in gleichen Zeiten er- 

 haltenen Abstände zwischen Anfangs- und Endpunkt 



der Bahn müssen sich dann verhalten wie 



iej/f. Die 



sehr naheliegende Methode war wegen der Licht- 

 schwäche der Bildchen im Siedentopf-Zsigniondy- 

 schen Ultramikroskop nicht ausführbar. 



Eine danach versuchte kinematographische Methode 

 gab schon einige Resultate, die mit einem Präzisions- 

 kinematographen wohl auch eine genügende Genauig- 

 keit gezeigt hätten. 



Nach verschiedenen weiteren Methoden führte 

 endlich wieder eine ultramikroskopische zum Ziel. 

 Benutzt wurde ein lichtstarkes Ultramikroskop. 

 Prinzipiell war die Methode folgende: In das (vertikal 

 stehende) Ultramikroskop, welches mit einem mikro- 

 photographischen Apparat in Verbindung steht, 

 werden durch eine automatische Verschlußvorrichtung 

 für jede Aufnahme zwei Lichtblitze (von einer Bogen- 

 lampe her) hineingeworfen. Die beiden Lichtblitze 

 haben jedesmal ein Intervall von 0,1 Sekunde. Von 

 jedem beweglichen Teilchen zeigt die Platte dann 

 zwei Abbildungen, die um eine kleine Strecke (die 

 der Lageänderung des Teilchens während dieser Zeit 

 entspricht) voneinander entfernt sind. 



Diese Aufnahmen wurden für ein und dieselbe 

 Suspension bei den verschiedensten Temperaturen 

 wiederholt und dabei dann jedesmal die den be- 

 treffenden Temperaturen zukommenden Größen der 

 Lageänderung erhalten. Die Temperaturmessung 

 der im Gesichtsfelde befindlichen Suspension geschah 

 mit sehr dünnem Thermoelemente, die Heizung 

 des Präparates auf die relativ hohen Tempera- 

 turen (bis etwa 100°) mittels elektrisch geheizten 

 Platindrahtes, der in dem besonders konstruierten 

 Objektträger untergebracht war. 



Die Ausmessung dieser Punktentfernungen ergab 

 Werte, die (im Mittel) von den zu erwartenden theore- 

 tischen Werten nicht ganz 6 % entfernt liegen und 

 zwar in dem Sinne, daß die beobachteten Verrückungen 

 größer sind als die berechneten. 



Die wesentliche Ursache dieser Abweichungen ist 

 in folgendem zu suchen : Von dem im Objektträger 

 befindlichen Heizdraht wird eine erhebliche Menge 

 strahlender Wärme ausgesandt, welche vorwiegend 

 au den suspendierten Partikelchen zur Absorption 

 gelangt und eine Temperaturerhöhung dieser Teilchen 

 bewirkt. Diese Temperaturerhöhung wird sofort an 

 die nächstbenachbarten Flüssigkeitsschichten weiter- 

 gegeben; das Teilchen befindet sich somit eingehüllt 

 in eine höher temperierte Flüssigkeitsschicht und 

 vollführt raschere Bewegungen, als es die am Thermo- 



