Naturwissenschaftliche Rundschau. 



Wöchentliche Berichte 



über die 



Fortschritte auf dem Gresammtgebiete der Naturwissenschaften. 



XIV. Jahrg. 



16. December 1899. 



Nr. 50. 



Robert Emden: Ueber die Ausströmungser- 

 scheinungen perrnainenter Gase. (Wiede- 

 manns Annalen der Physik. 1899, Bd. LXIX, S. 264 u. 426.) 



Die eigentümlichen Schlierengebilde, welche in 

 einem unter geeignet grolsem Drucke ausströmenden 

 Gasstrahle auftreten, sind zuerst von E. Mach und 

 P. Salcher (Rdsch. 1887, II, 490) beschrieben und 

 eingehender untersucht worden. Sie sowohl wie einige 

 spätere Beobachter (vgl. Rdsch. 1898, XIII, 439) hatten 

 sich jedoch fast nur auf qualitative Erforschung und 

 auf atmosphärische Luft beschränkt. Eine quantitative 

 Untersuchung, in welche möglichst verschiedene Gase 

 eingeschlossen wurden, sollte die Grundlage für 

 eine theoretische Behandlung der Erscheinung liefern 

 und wurde vom Verf. im physikalischen Institute der 

 Münchener technischen Hochschule ausgeführt. 



Die Druckluftanlage des Institutes gestattet einen 

 Ueberdruck bis zu zehn Atmosphären herzustellen, 

 bis auf Bruchtheile einer Atmosphäre constant zu 

 halten und zu messen ; die comprimirte Luft gelangte 

 durch ein kurzes Schlauchstück zur Ausflufsdüse und 

 erzeugte einen Strahl, der, von einem Lichtbündel be- 

 strahlt, auf einem Projectionsschirme deutlich wahr- 

 nehmbare Schlieren erzeugte. Besser wahrnehmbar 

 und zu den Messungen verwendbar waren photo- 

 graphische Bilder des Strahles , welche bei Moment- 

 und bei Dauerbeleuchtung gewonnen wurden , wenn 

 jedesmal die günstigste Stellung von Lichtquelle, Strahl 

 und Platte gewählt war. 



Bei allmäliger Steigerung des Ueberdruckes von 

 einigen Millimetern au beobachtete Verf. die Reihe von 

 Veränderungen der Gasstrahlen , welche schon von 

 den früheren Beobachtern an den Luftstrahlen be- 

 schrieben worden sind und in der Ausbildung statio- 

 närer Dichteänderungen des Strahles (Schallwellen) 

 resultiren , deren Wellenlänge durch den Abstand 

 zweier auf einander folgender, sich entsprechender 

 Punkte des Strahlbildes (der „Scheibchen") gemessen 

 wird. Bezüglich der Deutung der Schallwellen weicht 

 Herr Emden von seinen Vorgängern insofern ab, 

 als er sie nicht für konische , sondern für ebene, 

 stationäre Schallwellen hält, was durch die Ueberein- 

 stimmung zwischen der Rechnung und Beobachtung 

 auch bestätigt wurde. Aufser den Schallwellen, 

 deren erste sich in der Düsenöffnung bildet, er- 

 scheinen in dem photographirten Gasstrahl Wirkun- 

 gen , welche der Strahl als Linse hervorbringt und 

 die durch diese Linsen Wirkung ihre Erklärung finden, 



Die Aufgabe , die Verfasser sich stellte, war nun 

 in erster Reihe die Wellenlängen der im Strahl auf- 

 tretenden Schallwellen zu bestimmen als Function 

 des Ausflufsdruckes und des Düsendurchmessers für 

 die drei verschiedenen Gase: atmosphärische Luft, 

 Kohlensäure und Wasserstoff; ferner sollte der Aus- 

 flufsdruck bestimmt werden, bei dem sich diese Schall- 

 wellen zu entwickeln beginnen. Zur Verwendung 

 kamen acht verschiedene Düsen, sechs konische von 

 verschiedenem Durchmesser und zwei Flachdüsen. 

 Für jede Düse wurde die Abhängigkeit der Wellen- 

 länge vom Ausflufsdrucke durch eineCurve dargestellt 

 und durch eine äufserst geringe Extrapolation (0,1 Atm.) 

 wurden die Schnittpunkte mit der Abscissenaxe der 

 Drucke erhalten , also die Drucke , bei denen die 

 Wellenlänge gleich Null ist, die Wellen sich zu bilden 

 anfangen. Dieser „kritische" Druck konnte mit 

 Sicherheit festgestellt werden. Die Curven sind für 

 atmosphärische Luft , Kohlensäure und Wasserstoff 

 aus den Beobachtungszahlen entworfen und lehren: 



„Strömt Luft, Kohlensäure oder Wasserstoff unter 

 gleichem, genügend grofsen Ueberdrucke aus, so 

 haben bei derselben Düse und demselben Drucke die 

 in den Ausflufsstrahlen auftretenden, stationären 

 Schallwellen in diesen Gasen dieselbe Wellenlänge. 

 Der Ausflufsdruck , bei dem sich die stationären 

 Schallwellen zu entwickeln beginnen , ist für Luft, 

 Kohlensäure und Wasserstoff derselbe, und zwar 

 gleich 0,9 Atm. Ueberdruck oder 1,9 Atm. Ausflufs- 

 druck." Herr Emden hält es für wahrscheinlich, 

 dafs das hier für die drei nach ihrer Dichte so ver- 

 schiedenen Gase gefundene Gesetz für alle Gase 

 Gültigkeit besitze, so dafs bei allen Gasen die Wellen- 

 längen der in den Ausflufsstrahlen auftretenden 

 Schallgebilde unter sonst gleichen Bedingungen die 

 gleichen und der kritische Druck für den Beginn der 

 Schallwellen = 1,9 Atm. ist. Die Analyse der 

 Curven ergab , dafs sie sämmtlich sich durch die 

 (später angegebene) Gleichung mit gröfster Genauig- 

 keit darstellen lassen. 



Nachdem so die Beziehung der Wellenlängen 

 zum Druck- und Düsendurchmesser ermittelt war, 

 suchte Verf. festzustellen, ob die Wellenlänge auch 

 von der Art der Befestigung und dem Materiale der 

 Düse abhängig sei, da ja die Möglichkeit vorlag, dafs 

 Schwingungen der Düse die Schwingungen im Strahl 

 beeinflussen könnten. Die diesbezüglichen Versuche 

 erstreckten sich auf Düsen aus Messing, Holz, Hart- 



