No. 27. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



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primirt man nun ihn Krystall senkrecht zu den 

 Flchen ABC und DEFG, bt man also eine Kraft 

 aus in dem Sinne der elektrischen Achse, so erhalt 

 man eine Elektricitts-Fut- 

 wickelung auf diesen Flchen, 

 die gegeben ist durch die 

 Formel q = Kf, wo q die 

 Fl ektricitts-Fut wickeluug, / 

 die Kraft und K die piezo- 

 elektrische Constante ist. 



Die Beobachtung zeigte, 

 dass eine Kraft von 1 kg bei 

 directer Einwirkung unter die- 

 sen Bedingungen eine Elektri- 

 cittsmenge liefert, welche eine 

 Kugel von 16,6 cm Durch- 

 messer auf das Potential eines 

 Volt bringen kann. Hieraus ergiebt sich die Con- 

 stante K in absoluten elektrostatischen Einheiten 

 C. Gr. S. gleich 6,32 X 10 . Dieser Entwickelung 

 von I'iezoelektricitt entspricht umgekehrt bei elek- 

 trischer Ladung der Flchen in der Richtung der 

 elektrischen Achse eine Ausdehnung = KV = 6,32 

 X 10 V, wo V die Potentialdifferenz der beiden 

 Flchen bedeutet. Diese in Centimeter ausgedrckte 

 Grsse, welche von den Dimensionen des Krystalls 

 ganz unabhngig ist, ist fr die verfgbaren Span- 

 nungen ungemein klein; fr F = 1-4,8, oder etwa 

 4400 Volts eine Spannung, welche einem Funken 

 von 1 mm Lnge in Luft entspricht ist d = 0,935 

 X 10~ C , oder 0,00935 fi (Tausendstel Millimeter). 



Comprimirt man den Krystall senkrecht zu den 

 Flchen A DBF und CEG, also in der Richtung der 

 optischen Achse, so tritt keine Elektricittsentwicke- 

 lung auf. Umgekehrt, wenn mau eine beliebige 

 elektrische Spannung an der Oberflche des Kry- 

 stalls erzeugt, so ndert sich die optische Achse nie- 

 mals. 



Wenn man endlich den Krystall in einer Rich- 

 tung, die sowohl zur optischen, wie zur elektrischen 

 Achse senkrecht ist, zusammendrckt, d. h. senkrecht 

 zu den Flchen ADEC und BFG, so folgt eine 

 Elektricitts- Entwickelung auf den Flchen AB G 

 und DFGE, die zur elektrischen Achse senkrecht 

 sind. Diese Elektricitts-Entwickelung hat entgegen- 

 gesetztes Vorzeichen zu der, welche eine Compression 

 in der Richtung der elektrischen Achse ergeben wrde, 

 und wird ausgedrckt durch die Formel g = KfJL/e, 

 in welcher Formel q, K und/ die obige Bedeutung 

 haben, L die Lnge AB des Parallelepipeds senk- 

 recht zur optischen und elektrischen Achse und e die 

 Lnge A D parallel zur elektrischen Achse bedeutet. 

 Stellt man umgekehrt eine elektrische Potential- 

 differenz her zwischen den beiden Flchen ABC 

 und I) E F G , die senkrecht zur elektrischen Achse 

 stehen, so strebt der Krystall in der Richtung, die 

 senkrecht zu der optischen und elektrischen Achse 

 ist, sich auszudehnen oder sich zusammenzuziehen; 

 die Wirkungen sind gegeben durch die Formel 



= KVL/e, entsprechend den obigen Formeln. 

 In diesem Falle hngt die Erscheinung von zwei 

 Dimensionen des Krystalls ab und man kann sie be- 

 trchtlich verstrken, wenn man eine Quarzplatte 

 nimmt, welche in der Richtung der elektrischen Achse 

 (AD) sehr dnn und in der Richtung senkrecht zu 

 der optischen und elektrischen Achse (AB) sehr lang ist. 



Kurz also, wenn man eine Poteutialdifferenz her- 

 stellt zwischeu zwei zur elektrischen Achse senkrechten 

 Flchen des Quarz- Parallelepipeds, dann deformirt 

 sich das letztere; die optische Achse behlt immer eine 

 unvernderliche Lnge, die beiden anderen Dimen- 

 sionen aber ndern sich. Bei einer bestimmten Rich- 

 tung der elektrischen Spannung coutrahirt sich die 

 elektrische Achse und die Richtung senkrecht zur 

 optischen und elektrischen Achse dehnt sich aus. Bei 

 einer Spannung im entgegengesetzten Sinne dehnt 

 sich die elektrische Achse aus und die andere coutra- 

 hirt sich. 



Die Aufgabe, welche die Herren Curie sich 

 stellten, war nun darauf gerichtet, die Ausdehnung 

 in der Richtung der elektrischen Achse so zur Dar- 

 stellung zu bringen, dass sie auch inessbar werde. 

 Sie versuchten dies auf drei verschiedenen Wegen. 

 Die Grsse, um die es sich hier handelt, ist nach 

 obigen Formeln sehr gering; bei einer Potentialdiffe- 

 renz = 1, welche etwa 300 Volts entspricht, betrgt 

 die Ausdehnung des Quarzes in der Richtung der 

 elektrischen Achse 0,000632 ^i, und selbst bei einer 

 Potentialdifferenz von 14,8, entsprechend 4400 Volts, 

 erreicht diese Ausdehnung nur 0,00935 (l, einen 

 schwer sieht- und nachweisbaren Werth. 



Der erste Weg, der zum Nachweise dieser kleinen 

 Grsse eingeschlagen wurde und eine allgemeinere 

 Anwendung finden knnte, bestand darin, dass der 

 Lngennderung des untersuchten Quarzprismas ein 

 absoluter Widerstand entgegengesetzt wurde, so dass 

 statt einer Lngennderung nur eine Drucksteige- 

 rung resultirte ; dieselbe wrde , wenn das Prisma 

 eine Grundflche von 1 ijcm htte und die Ausdeh- 

 nung ein Milliontel der Lnge betragen wrde, 1kg 

 ausmachen. Ein empfindliches Manometer, welches 

 die Schwankungen des Druckes misst, misst also 

 damit die bei freier Beweglichkeit des festen Krpers 

 sonst eintretende Lngennderung. Als empfindliches 

 Manometer wurde nun ein piezoelektrischer Quarz 

 benutzt, dessen zur elektrischen Achse senkrechte 

 Flchen mit Metallblttern belegt und zu einem Qua- 

 drantelektrometer abgeleitet waren. Es scheint ber- 

 flssig, hier genauer die Einrichtung des Apparates 

 zu beschreiben; nur kurz sei angefhrt, dass ein 

 grsseres Quarzprisma, dessen belegten Flchen die 

 erforderliche Spannung von einer II oltz' seilen Ma- 

 schine zugefhrt werden konnte, neben anderen iso- 

 lireuden Quarzplatten mit einer solchen, die in 

 angegebener Weise mit einem Quadrantelektrometer 

 verbunden war, gemeinschaftlich in einem soliden 

 Rahmen von Bronze so zusammengepresst war, dass 

 eine Ausdehnung irgend eines Theils unmglich 

 wurde. Die Elektrisiruni,' des einen Quarzstckes 



