LXVI. Beobachtungen über strahlende Wärme. Von Wilh. Ritchie, Rector der Academie zu Tain. Aus dem Edinburg Philosophical Journal. Januar. 1825. S. 15. Ritchie's, Beobachtungen über strahlende Wärme. Die Theorie uͤber strahlende Waͤrme, welche wir in dem lezten Hefte dieses Journales (October 1824. S. 281) beleuchtet haben, wird uns in den Stand sezen, mehrere der auffallendsten Phaͤnomene, welche Prof. Leslie entdekte, und nach der Voraussezung erklaͤrte, daß Waͤrmestoff von einem Koͤrper zu dem andern durch Schwingungen, welche in der umgebenden Luft erregt werden, geleitet wird, auf eine neue Weise zu erklaͤren. Wenn eine polirte Metall-Flaͤche mit Sandpapier gerieben, oder in feine parallele Furchen ausgearbeitet wird, so wird die strahlende Kraft der Oberflaͤche derselben sehr vergroͤßert. Es sey die Oberflaͤche eines Koͤrpers so gefurcht, daß gleichseitige Dreieke auf derselben entstehen, wie hier die Figur 13. Tab. VI. zeigt. Man ziehe auf, AB, die Senkrechte, CD. Es wird dann die Menge des von, AC, ausgestrahlten Waͤrmestoffes in Parallelen zu, CD, sich zu der Menge des von, AC, ausgestrahlten Waͤrmestoffes in Senkrechten auf, AC, verhalten, wie der Sinus des Winkels, ACD, zu dem Halbmesser. Nun ist aber der Winkel, ACD = 30°, und dessen Sinus = dem halben Halbmesser. Folglich ist die Menge der Waͤrme, welche von, AC, in parallelen Linien mit, CD, ausgeworfen wird, gleich der Menge, welche von, AD, aus in derselben Richtung geworfen wird. Da sich dasselbe auch von, CB, beweisen laͤßt, so folgt, daß die Menge Waͤrmestoffes, welche von beiden Seiten der dadurch entstehenden prismatischen Furchen ausstroͤmt, = ist der Menge, welche der Raum, AB, der polirten Flaͤche, bei gleicher Temperatur ausstrahlt. Allein der Waͤrmestoff, welcher von der unteren Haͤlfte von, AC, unter rechten Winkeln auf die Flaͤche desselben ausstrahlt, wird auf, CB, stoßen, und in parallelen Linien mit, CD, zuruͤkgeworfen. Da nun dasselbe mit dem Waͤrmestoffe geschieht, welcher von der unteren Haͤlfte von, CB, ausstroͤmt, so folgt, daß der von, AC, und, CB, ausgestrahlte Waͤrmestoff, welcher in Parallelen mit, CD, zuruͤkgeworfen wird, = ist der Menge Waͤrmestoff, welche in derselben Richtung von der urspruͤnglichen flachen Oberflaͤche, AB, ausgeworfen wird, vorausgesezt, daß nichts von demselben durch die Seiten der Furchen verschlungen wurde. Da aber eine metallische Oberflaͤche ein trefflicher Reflector ist, so folgt, daß die Menge des verschlungenen Waͤrmestoffes verglichen mit der ganzen Masse des ausgestroͤmten sehr gering seyn, und folglich die auf die Kugel des Differential-Thermometers hervorgebrachte Wirkung beinahe verdoppelt werden muß. Diese sonderbare Eigenschaft, welche ich nach den bekannten Gesezen des Ausstrahlens und des Zuruͤkwerfens zu erklaͤren versuchte, hat Prof. Leslie in seiner Untersuchung uͤber die Natur der Waͤrme (Leslie's Inquiry into the Nature of Heat), S. 81 angegeben. „Wenn die Kraft der geschwaͤrzten Seite einer Buͤchse 100 ist, so ist die der vollkommen reinen Seite 12. Eine andere Seite, die man etwas truͤbte, und in welche man unregelmaͤßige glaͤnzende Flaͤchen krazte, zeigte eine Wirkung, wie 19. Eine andere Seite wurde mittelst eines gezaͤhnten flachen Eisenstuͤkes, dergleichen man bei dem Einlegen braucht, nach Einer Richtung hin gefurcht, so daß der Zwischenraum ungefaͤhr 1/30 bis 1/50 Zoll betrug, und die Wirkung stieg auf 19. Die anfangs glatte Seite wurde nun mit der Spize einer feinen Feile abwaͤrts gerizt; die Wirkung war 23. Als man das Feilen wiederholte, und die Oberflaͤche mehr mit Rizen bedekt wurde, war die Wirkung 26.“ Aus diesem Versuche erhellt, daß die Menge des Waͤrmestoffes, welche von der Buͤchse auf den Reflector geworfen wurde, zunahm, so wie die Seiten der Furchen mehr geeignet wurden, die von denselben ausgestrahlte Hize zuruͤk zu werfen. Wenn diese Furchen unter rechten Winkeln von anderen durchzogen wurden, wird die Menge des zuruͤkgeworfenen Waͤrmestoffes bedeutend vermindert, und die Wirkung auf die Kugel des Thermometers geringer, als vorher. Diese Ansicht uͤber die Eigenschaften einer gestreiften Oberflaͤche wird durch eine andere Thatsache bestaͤtigt, welche derselbe unermuͤdete Beobachter der Geheimnisse der Natur entdekte. „Die Wirkung des Glases, Papieres, oder einer schwarzen Tuͤnche wird nicht merklich veraͤndert, wenn man den Glanz an der Oberflaͤche derselben zerstoͤrt.“ Wenn die Oberflaͤche eines Koͤrpers ein schlechter Reflector ist, so wird der Waͤrmestoff, welcher an die Seiten der Furchen anstoͤßt, großen Theiles verschlungen, und folglich die Wirkung auf die Kugel des Thermometers im Brennpuncte kaum veraͤndert, wenn man die Oberflaͤche des erhizten Koͤrpers in Furchen schneidet. Im Gegentheile aber wird, je vollkommener die Oberflaͤche des Koͤrpers als Reflector ist, desto groͤßer der Unterschied in der Wirkung seyn, wenn die Oberflaͤche desselben geglaͤttet oder gefurcht ist. Obige Betrachtung leitete uns auf die Entdekung folgender merkwuͤrdigen Eigenschaft. Wenn in die ebene Oberflaͤche eines Koͤrpers dreiekige prismatische Furchen gezogen werden, so ist die Menge des von der ebenen Oberflaͤche in senkrechten Linien auf dieselbe ausgestrahlten Waͤrmestoffes = der Menge, welche in derselben Richtung von den Seiten der Furchen ausgestrahlt wird, die Anzahl und Tiefe derselben mag, was immer fuͤr eine seyn. Denn, da die von, AC, in Parallelen mit, CD, ausgestrahlte Menge sich zu der von, AC, in Senkrechten auf, AC, ausgeworfenen Menge verhaͤlt, wie der Sinus des Winkels, ACD, zu dem Halbmesser; der Sinus des Winkels, ACD, aber sich zu dem Halbmesser verhaͤlt, wie, AD, zu, AC; so ist die Menge der von, AC, in Parallelen mit, CD, ausgestrahlten Waͤrme = dem Theile, welcher von, AD, ausgestrahlt worden seyn wuͤrde, wenn die Oberflaͤche eben geblieben waͤre; und folglich ist die Menge, welche von beiden Seiten der Furche ausgestrahlt wird, gleich derjenigen, welche von der ebenen Flaͤche, AB, ausgestrahlt worden seyn wuͤrde. Aus dieser Eigenschaft folgt offenbar, daß die verstaͤrkte Wirkung auf die Kugel des Thermometers in dem Brennpuncte, wenn man eine gestreifte Oberflaͤche braucht, nicht von einer Vergroͤßerung der Oberflaͤche, sondern von der Menge Waͤrmestoffes abhaͤngt, welche von den Seiten der Furchen zuruͤkgeworfen wird. Aus obigem laͤßt sich ferner schließen, daß die von der Oberflaͤche einer Halbkugel in Senkrechten auf ihren groͤßten Halbkreis ausgestrahlte Hize gleich ist der Menge, welche in derselben Richtung von der Flaͤche des groͤßten Halbkreises ausgestrahlt wird. Denn, wenn man die Oberflaͤche der Halbkugel als aus einer unbestimmten Anzahl flacher Flaͤchen. AC, CD. etc. zusammengesezt sich denkt, und, CE, und, DF, senkrecht auf, AB, und, CG, zieht; so ist aus den bereits Erwiesenen offenbar, daß die Menge der von, AC, in Parallelen auf, EC, ausgestrahlten Hize gleich ist, der in derselben Richtung aus der ebenen Flaͤche, AE, ausgestrahlten Menge. Eben so laͤßt sich erweisen, daß die von, CD, ausgeworfene Hize, in derselben Richtung, – ist der Menge der von. CG, oder dieser gleichen, EF, ausgestrahlten Menge. Folglich ist die von der ganzen Halbkugel in Senkrechten auf, AB, ausgeworfene Menge Waͤrme gleich derjenigen, welche von, AB, in derselben Richtung ausgestrahlt wird. Dieselbe Eigenschaft besizt offenbar jeder andere in eine flache Flaͤche sich endende feste Koͤrper. Man siehe Fig. 14. Tab. VI. Wenn man nach dieser Theorie der Ausstrahlung fortschließt, laͤßt sich jene Eigenschaft ableiten, welche bei den obigen Untersuchungen angewendet wurde. Es sey, AC, die Oberflaͤche eines geheizten Koͤrpers in obiger Figur. Man denke sich dieselbe mit einer leichten Deke von Theilchen des Waͤrmestoffes bedekt. Es ist dann offenbar, daß jene Theilchen, welche in Parallelen mit, EC, ausstrahlen, durch die Abstoßungs-Kraft derjenigen abgeschnellt wurden, die unmittelbar unter denselben liegen. Nun ist es einleuchtend, daß die Zahl dieser abstoßenden Theilchen gleich ist denjenigen, welche laͤngs, AB, hin liegen. Hieraus folgt, daß die Menge der von, AC, in Parallelen auf, CE, ausgestroͤmten Waͤrme gleich ist der Menge, welche in derselben Richtung, von AE, ausgestrahlt wuͤrde, wenn die Temperatur von, AC, und, AE, dieselbe ist. Da sich aber, AC, zu, AE, verhaͤlt, wie der Halbmesser zu dem Sinus des Winkels, ACE; so ist folglich die Stroͤmung der Waͤrme von, AC, in Parallelen mit, CE, zu der Stroͤmung der Waͤrme von, AC, in Senkrechten auf, AC, wie der Sinus des Winkels, ACE, zu dem Halbmesser. Die Uebereinstimmung dieser Art zu schließen mit dem Versuche ist gewiß einer der kraͤftigsten Beweise fuͤr die idio-repulsiv Theorie, die wir hiermit erlaͤutern und verbreiten wollten.