struierten, mit welchem man leicht zeigen kann, dafs auch hier das Verhalten der Solenoide und Magnete identisch ist.

Fig. 238.

Eine feste Kupfersäule AB Fig. 238 ist auf einer isolierenden Platte von Elfenbein befestigt; dieselbe trägt oben eine kleine Vertiefung, in welche die Spitze eingesetzt ist, welche den Stromleiter BCD trägt. Letzterer besteht, um ihn möglichst leicht beweglich zu machen, aus einer Röhre von Aluminium. Die Enden des Leiters FF sind mit Spitzen versehen, welche in das Quecksilber des ringförmigen Gefälses tauchen und der Axe AB so nahe wie möglich sind. Der Tisch und der Fufs HK sind leitend.

Auf die Säule AB kann man schieben und in verschiedenen Höhen feststellen, entweder den elektrodynamischen Cylinder NS oder das Magnetbündel N'S'; letzteres besteht aus acht dünnen cylindrischen Magnetstäben, welche um eine

Röhre herumgelegt sind, deren innerer Durchmesser genau gleich dem äufseren der Säule AB ist.

Verbindet man nun die Klemmschrauben A und K mit den Polen

einer Batterie, so fliefst der Strom in der Säule AB, welche zugleich Axe des Solenoids oder des Magnets ist, hinauf, und dann von B durch die Arme BCDF und BC'D'F' zu dem Quecksilbergefäfs. Da der Abstand der Punkte F von der Axe AB nur sehr gering ist, kann man ohne merklichen Fehler annehmen, dafs der bewegliche Stromteil BCDF mit beiden Enden sich in der Axe des Magnets oder des Solenoids befindet. Man kann nun leicht durch passendes Stellen des Magnets oder elektrodynamischen Cylinders die drei Fälle a, y, d Fig. 237 realisieren und findet dann der Theorie gemäfs, wenn der Magnet oder der elektrodynamische Cylinder vollständig über oder unter F ist, nur einen sehr schwachen Antrieb, der nur deshalb nicht null ist, weil die Enden F des Leiters nicht in der Axe des Magnetes sich befinden; sobald aber F zwischen den beiden Polen sich befindet, tritt sofort die Rotation mit grofser Schnelligkeit ein 1).

und Rotation des Lichtbogens: Casselmann, Poggend. Ann. Bd. LXIII. Walker, Poggend. Ann. Bd. LIV.

1) Man sehe auch die von Zöllner (Poggend. Ann. Bd. CLIII, CLIV, CLVIII.), von Herwig (Poggend. Ann. Bd. CLIII) bei Gelegenheit der Kontroverse über das v. Helmholtzsche elementare Potentialgesetz (§. 119) ausgeführten Versuche und die Bemerkungen von v. Helmholtz zu denselben (Poggend. Ann. Bd. CLIII.).

§. 125.

Rotation von Magneten unter dem Einfluss eines Stromes. Ebenso wie ein beweglicher Stromteil unter dem Einfluss eines Magnetes in Rotation versetzt werden kann, so mufs auch ein beweglicher Magnet um einen Strom zum Rotieren gebracht werden können. Die Bedingungen, unter welchen das eintreten kann, ergeben sich aus dem vorigen Paragraphen unmittelbar.

Da das Drehungsmoment, welches ein Magnet einem geschlossenen Strome erteilt, gleich null ist, so ist auch umgekehrt das Drehungsmoment, welches ein geschlossener Strom einem Magnet erteilt, gleich null. Um daher eine Rotation des Magnetes durch den Strom hervor zubringen, mufs man wieder das Drehungsmoment, welches irgend ein Teil des Stromes dem Magnete erteilt, aufheben; indem man einen Teil des selben mit dem Magnete fest verbindet. Indem dann dieser Teil mit dem Magnete ein festes System bildet, heben sich das Drehungsmoment, welches der Magnet diesem Stromteile erteilt, und umgekehrt das, welches dieser Stromteil dem Magnete erteilt, auf, und es bleibt nur das von dem übrigen Strome dem Magnete erteilte Drehungsmoment übrig.

Ferner darf der übrige Stromteil nicht mit beiden Enden in der Axe des Magnets endigen, oder es mufs dann das eine Ende des Stromes aufserhalb, das andere innerhalb der Pole liegen.

Der einfachste Fall, um eine Rotation hervorzurufen, ist die Umkehr von Fig. 237 d. Würde man Fig. 239 den Magnet um die Axe ab be

Fig. 239.

A

B

weglich machen, durch dieselbe einen Strom führen und den Strom dann weiter durch den mit dem Magnet fest verbundenen Teil bcd führen und ihn schliefslich in irgend einer Weise über e wieder zur Batterie zurückleiten, so mufs der nicht mit der Magnete fest verbundene Strom ihm ein Drehungsmoment erteilen, welches ihn in umgekehrter Richtung um ab rotieren macht, als ab um den Magnet rotieren würde, wenn letzterer fest und der Strom beweg lich wäre. Der Sinn der Drehung ist leicht schon ohne weiteres nach der Ampèreschen Regel zu erhalten; steigt der Strom in ab auf und ist B ein Nordpol, so mufs der Nordpol B zur Linken abgelenkt werden, von oben her gesehen rotiert daher der Magnet um ab entgegengesetzt wie der Zeiger der Uhr. Würde B ein Südpol sein, so rotiert der Magnet wie der Zeiger der Uhr. Umkehr der Stromesrichtung giebt ebenfalls Umkehr der Rotation.

Es bedarf wohl keiner besonderen Erwähnung, dafs wenn wir die Bezeichnung des vorigen Paragraphen beibehalten, das Drehungsmoment gegeben ist durch

dafs also die Gröfse desselben von den Werten der vier Winkel 9 und

abhängig ist.

Die erste kontinuierliche Rotation eines Magnets unter dem Einflusse eines Stromes hat wieder Faraday 1) hervorgebracht, indem er einen Magnet mit Hilfe eines an seinem unteren Ende befestigten Platingewichtes in ein Gefäfs mit Quecksilber senkte, so dafs der eine Pol desselben aus dem Quecksilber hervorsah, und dann in der Axe des Gefäfses einen Strom in das Quecksilber einleitete, welcher auf der Peripherie das Quecksilber wieder verlief's.

Fig. 240.

Jetzt wendet man zum Nachweise der Rotation gewöhnlich den Apparat Fig. 240 an. Eine Kupfersäule a ist in dem Bodenbrette des Apparates befestigt und trägt oben das Quecksilbernäpfchen b, auf dessen Boden ein kleines Achathütchen eingesetzt ist. In diesem Quecksilbernäpfchen steht auf einer Spitze balanciert der Bügel cd, in welchem in vertikaler Stellung die beiden Magnete ns und n's' befestigt sind. Auf der Mitte des Bügels befindet sich eine dünne vertikale Kupfersäule, welche oben ebenfalls in einem Quecksilbernäpfchen endigt. In dieses Näpfchen reicht die Spitze e hinab, teils um dem Bügel oben einen zweiten Halt zu geben, teils um nach Belieben auch hier den Strom in den Apparat eintreten lassen zu können. Die Spitze ist in leitender Verbindung mit der Klemmschraube q. Von dem Bügel cd

geht ein Platindraht aus, dessen Spitze in die kreisförmige Quecksilberrinne f taucht, deren Mittelpunkt in der Axe des Apparates liegt. Die Säule ab ist mit der Klemmschraube p, die Quecksilberrinne mit der Klemmschraube z in Verbindung.

Wird die Klemmschraube p mit dem positiven, z mit dem negativen Pole der Batterie verbunden, so dafs der Strom in ab aufsteigt, dann von b durch den mit dem Bügel cd fest verbundenen Platindraht in die Quecksilberrinne und von dort über z zur Batterie zurückkehrt, so rotiert der Bügel mit den beiden Magneten, von oben gesehen, in entgegengesetzter Richtung wie der Zeiger einer Uhr, wenn die Nordpolen sich unten befinden.

Wird der positive Pol der Batterie mit q verbunden, so dafs der Strom in der Axe eb absteigt, so tritt die Rotation in demselben Sinne ein, da jetzt der absteigende Strom vorzugsweise auf die Südpole ss' wirkt.

Verbindet man dagegen die Pole der Batterie mit den Klemmschrauben p und q, so dafs kein Teil des Stromes mit den Magneten rotiert, so tritt

1) Faraday, Ann. de chim. et de phys. T. XVIII. Gilberts Ann. Bd. LXXI und LXXII.

WÜLLNER, Physik. IV. 4. Aufl.

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gar keine Rotation ein, indem die den entgegengesetzten Polen erteilten Drehungsmomente entgegengesetzt und an Gröfse einander gleich sind.

Man kann in dieser Weise auch einen Magnet um seine eigene Axe zur Rotation bringen. Die Bedingung, unter welcher dieses eintritt, ist wieder dieselbe, es mufs ein Teil des Stromes mit dem Magnete fest verbunden sein, am besten durch ihn selbst fliefsen; der übrige Teil des Stromes erteilt ihm dann die Drehung um die Axe, vorausgesetzt, dass nicht die Punkte, an welchen der Strom in die Axe selbst tritt, an derselben Seite eines Poles liegen oder durch den ganzen Magnet von einander getrennt sind; die beiden Punkte müssen durch einen der Pole von einander getrennt sein.

Man kann sich die Entstehung dieser Rotation am besten deutlich machen, wenn man den Magnet als ein Bündel von Linearmagneten betrachtet, welche der Axe parallel dieselbe in Röhrenform umgeben. Dem nicht mit dem Magnete fest verbundenen Stromteil giebt dieses Bündel, wenn es selbst fest ist, ein Drehungsmoment um die Axe, dessen Gröise wir im vorigen Paragraphen bestimmten. Ist der Strom fest und das Bündel beweglich, so mufs genau dasselbe Drehungsmoment, nur in entgegengesetzter Richtung das Bündel um dieselbe Axe rotieren machen.

Es gelang zuerst Ampère'), die Rotation eines Magnetes um seine eigene Axe zu zeigen. Er tauchte in ein mit Quecksilber gefülltes Gefäls einen Magnet AB Fig. 241, an dessen unterem Ende ein Platingewicht befestigt war, welches bewirkte, dafs der Magnet in vertikaler Stellung und so schwamm, dafs der Pol A sich aufserhalb des Quecksilbers befand. Die obere Endfläche A des Magnets war vertieft, und in der Vertiefung befand sich ein Tröpfchen Quecksilber. Die Spitze der an dem Stative S befindlichen Schraube E reichte in diese Vertiefung bei A hinein und brachte so den Magnet mit dem Stativ in leitende Verbindung. Das Gefäls war mit einem Metallringe auf seiner inneren Seite versehen, welcher von dem Quecksilber des Gefäßses berührt wurde. Wenn die Klemmschraube a mit dem positiven, die Klemmschraube H mit dem negativen Pole einer Batterie verbunden wurde, so stieg der Strom im Stativ zu der Schraube E auf, von dort durch die Axe des Magnets zu der Oberfläche des Quecksilbers in D ab, und flofs dann durch das Quecksilber zu dem mit der Klemme H verbundenen Ringe und von dort zu der Batterie zurück. Der Stromteil ED ist mit dem Magnet fest ver bunden, der in dem Punkte E, über dem Pole A und in dem Punkte D. zwischen den beiden Polen auf der Axe, endigende Stromteil versetzt daher den Magnet in Rotation, er rotiert, wenn A ein Nordpol ist und der Strom die angegebene Richtung hat, von oben gesehen in dem Sinne der Bewegung des Uhrzeigers. Es ergiebt sich das schon aus der Ampèreschen Regel, wenn man die Wirkung der nächstliegenden Stromteile betrachtet, welche den Nordpol zur Linken ablenken.

Jetzt giebt man dem Apparate gewöhnlich die Form Fig. 242; der Magnet kann sich um die Verbindungslinien der beiden Spitzen drehen. der in der Mittellinie befestigte Platindraht g taucht in die kreisförmige

1) Ampère, Ann. de chim. et de phys. T. XX.

Quecksilberrinne E. Der Strom tritt in P ein, fliefst zur Quecksilberrinne, von dieser zu dem Magnete, durch denselben nach B und von da durch

die Klemme H zur Batterie zurück. Wie man sieht, ist der Apparat im Princip dem Ampèreschen ganz gleich.

§. 126.

Ablenkung des Stromes in einem Leiter. Bringt man zwischen die Pole eines kräftigen Magnetes biegsame Leiter, so wirken auf die einzelnen Elemente desselben die in den letzten Paragraphen besprochenen Kräfte, infolge deren die Leiter in bestimmte Gestalten gebogen werden müssen. Diese Formänderungen hat Le Roux') zuerst experimentell gezeigt. Ein dünner Platindraht, etwa 0,07 mm dick und 200 mm lang, wurde zwischen zwei dicken Kupferdrähten lose ausgespannt und in verschiedenen Lagen zwischen die Pole eines sehr kräftigen Hufeisenmagnetes gebracht. Durch den Draht wurde ein starker Strom geführt, so dafs derselbe glühend wurde. War der Draht senkrecht zur Verbindungslinie der beiden Pole, in sogenannter äquatorialer Richtung gehalten, so bog er sich zu einem nach oben oder unten konvexen Bogen je nach der Lage der Pole und der Richtung des Stromes im Leiter. Denken wir uns den Nordpol vor, den Südpol hinter der Ebene des Papiers und einen Strom in der Ebene des Papiers von links nach rechts fliefsen, so wird der Draht zu einem nach oben konvexen Bogen gestaltet. Man erkennt die Notwendigkeit dieser Biegung, indem man sich daran erinnert, dafs ein Stromelement, wenn man sich in demselben, den Kopf nach der Richtung des Stromes haltend, stehend denkt und den Südpol ansieht, einen Antrieb zur Linken erhält.

1) Le Roux, Ann. de chim. et de phys. III. Série. T. LIX. Man sehe auch Rieke, Wiedem. Ánn. Bd. XXIII.