Naturwissenschaftliche Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem Gresammtgebiete der Naturwissenschaften. 



XIV. Jahrg. 



3. Juni 1899. 



Nr. 22. 



W. Schaufelberger: Ueber Polarisation und 

 Hysteresis in dielektrischen Medien. 

 (Wiedemanns Annalen der Physik. 1899, Bd. LXVII, 

 S. 307.) 

 Um Eisen zu magnetisiren, mufs eine bestimmte 

 Arbeit aufgewendet werden; diese Arbeit läfst sich 

 beim Entmagnetisiren nicht vollkommen wiederge- 

 winnen , ähnlich wie die zum Spannen einer Feder 

 verwendete Arbeit beim Entspannen nicht ganz zurück- 

 erhalten wird. Die verlorene Energie findet sich als 

 Wärme in dem Körper wieder, der dem magnetischen 

 Procefs unterworfen wurde. Das Analogon dieser 

 bekanntlich als „magnetischer Hysteresis" bezeich- 

 neten Eigenschaft hat man auch auf elektrischem 

 Gebiete wiederzufinden gesucht, und thatsächlich ist 

 durch verschiedene Beobachter festgestellt worden, 

 dafs ein Condensator sich erwärmt, wenn er wechseln- 

 den Ladungen und Entladungen unterworfen wird. 



Dafs die beim Spannen einer Feder aufgespeicherte 

 Energie nicht ganz wiedergewonnen werden kann, 

 wenn die Feder sich entspannt, ist nur ein anderer 

 Ausdruck dafür, dafs sie beim Entspannen nicht ganz 

 wieder in ihre Anfangsform zurückgeht. Aehnlich 

 behält ein Stück Eisen, nachdem die magnetisirenden 

 Kräfte aufgehört haben zu wirken, seinen „remanenten 

 Magnetismus" ; und ähnlich müfste ein dielektrisches 

 Medium, wenn man in gleichem Sinne von „dielek- 

 trischer Hysteresis "sprechen wollte, eine gewisse dielek- 

 trische Spannung behalten, nachdem die von autsen 

 wirkenden elektrischen Kräfte aufgehört haben. 



Um ein derartiges Verhalten nachzuweisen, verfuhr 

 Verf. folgeudermafsen: Zwischen den Platten eines 

 Luftcondensators wurde ein aus dem zu untersuchenden 

 Material geformtes Rotationsellipsoid mittels Cocon- 

 faden aufgehängt, und zwar so, dafs die (lange) 

 Rotationsaxe des Ellipsoids den Condensatorplatten 

 parallel stand, dafs also bei Drehungen des Ellipsoids 

 um den Aufhängefaden die Orientirung gegen die 

 Platten des Condensators genau die gleiche blieb. 

 Wurde der Condensator geladen, so erfuhr demnach 

 das Ellipsoid, wenn es in Ruhe war, keine Kraftwir- 

 kung , und die Beobachtung mit Spiegel, Fernrohr 

 und Scala liefs keine Drehung erkennen. 



Wird nun aber das Ellipsoid um seinen Anhänge- 

 faden als Axe in Schwingungen versetzt, so muts sich 

 die Wirkung dielektrischer Hysteresis bemerklich 

 machen. Besitzt nämlich der dielektrische Zustand 

 des Ellipsoids, der dadurch ausgedrückt ist, dafs 



dasselbe von Kraftlinien durchzogen wird, eine gewisse 

 Trägheit, so werden die elektrischen Kraftlinien ge- 

 wissermaßen am Ellipsoid haften; die Kraftlinien 

 zwischen den Condensatorplatten werden also durch 

 die Rotation des Ellipsoids gezerrt. Da Kraftlinien 

 sich nun in der Ruhe so spannen, dafs sie, wie Gummi- 

 schuüre, möglichst kurz sind, so widerstreben sie der 

 durch die Rotation bewirkten Dehnung; sie suchen 

 also jede Bewegung des Ellipsoids zu dämpfen. 



Die Versuche ergaben ein duixhaus positives Re- 

 sultat in dem erwarteten Sinne. Es wurden Hart- 

 gummi und Paraffin untersucht. Die Ellipsoide wurden 

 in Schwingungen versetzt, und Schwingungsdauer 

 sowie Amplitude der Schwingungen bestimmt, wenn 

 der Condensator ungeladen und wenn er bis zu einem 

 gemessenen Potential geladen war. Das für die Ab- 

 nahme der Schwingungsamplituden (Dämpfung) cha- 

 rakteristische logarithmische Decrement wuchs z. B. 

 bei Hartgummi auf etwa das 24fache, wenn der Con- 

 densator bis zu 1200 Volt geladen wurde (entsprechend 

 einem Funken von etwa 0,2 mm zwischen den Con- 

 densatorplatten). Dabei wurde auch eine Verkürzung 

 der Schwingungsdauer beobachtet. Bei den Versuchen 

 war vor allem auf möglichste Trockenheit in dem 

 Räume zwischen den Condensatorplatten zu achten ; 

 und es waren dementsprechende Anordnungen ge- 

 troffen. Feuchtigkeit nämlich bewirkt, dafs sich auf 

 dem Ellipsoid an den Stellen, welche den Condensator- 

 platten gegenüber liegen, elektrische Ladungen aus- 

 bilden, welche die Schwingungsdauer verkürzen und 

 die Hysteresis-Erscheinung verwischen. 



Um die beobachteten Erscheinungen theoretisch 

 darzustellen, scheint derselbe Weg zu genügen, den 

 man bei der magnetischen Hysteresis eingeschlagen 

 hat; er geht von der Annahme aus, dafs der dielek- 

 trische Zustand in einem bestimmten Zeitpunkte nicht 

 durch die momentan wirkenden elektrischen Kräfte 

 bestimmt ist, sondern von den Kräften abhängt, die 

 vor einer kleinen Zeit r gewirkt haben. Eine einfache 

 Rechnung liefert dem Verf. eine Formel, die es ge- 

 stattet, diese Zeit r aus dem logarithmischen Decre- 

 ment und der Dauer der Schwingungen (T) zu be- 

 rechnen. Aus r, T und der Kraft des elektrischen 

 Feldes kann dann die bei jeder Schwingung aufge- 

 brauchte Energie berechnet werden, die auch durch 

 Messung der entstandenen Wärme direct experimentell 

 bestimmbar wäre. 



Die Theorie stellt die Erscheinungen für Paraffin 



