Ein neues Galvanometer mit verticaler Laterne; von Dr. Georg F. Barker, Prof. der Physik. Mit Abbildungen auf Taf. V [d/2]. Barker's neues Galvanometer. Der Wunsch, einer großen Zuhörerschaft jüngst bei einer Vorlesung einige feinere Versuche über magneto-elektrische Induction zu zeigen, führte auf eine neue Form eines Galvanometers für Vorlesungen. Von den älteren Vorschlägen, wie die Schwingungen einer Galvanometernadel den Zuhörern sichtbar gemacht werden sollten, ist wegen der ihnen anhaftenden Uebelstände keiner in allgemeinern Gebrauch gekommen. Der verbreitere Vorschlag ist vielleicht der zuerst (1827) von Gauß ausgeführte, darauf von Poggendorf und von Weber angenommene, welcher darin besteht, daß ein Spiegel auf der Nadel befestigt wird, in seiner Ruhestellung einen Lichtstrahl nach dem Nullpunkte einer entfernten Scale reflectirt, jede Schwingung der Nadel aber durch Hin- und Hergehen des Lichtscheines auf der Scale anzeigt. Dabei wird nicht nur der Ablenkungswinkel der Nadel durch die Spiegelung verdoppelt, sondern es wächst auch die Bewegung des Lichtscheines mit der Entfernung der Scale von der Nadel. Diesen Vorzügen verdankt diese Methode ihre Anwendung bei den ausgezeichneten Galvanometern William Thomson's. Während aber diese Spiegelgalvanometer für wissenschaftliche Untersuchungen noch sehr wenig zu wünschen übrig lassen, sind sie für Vorlesungsversuche nie in Aufnahme gekommen, vielleicht wegen der Umständlichkeit ihrer Aufstellung und der Unklarheit der Bedeutung der Bewegungen des Lichtscheines nach rechts und links. Ein anderes von Tyndall bei seinen Vorlesungen in Amerika benütztes Galvanometer beruht auf demselben Grundgedanken wie das Megaskop, d.h. ein Theilkreis, über welchem sich die Nadel bewegt, wird durch elektrisches Licht hell erleuchtet und dann durch Linsen das vergrößerte Bild von Theilkreis und Nadel auf einen Schirm geworfen. Die ungenügende Beleuchtung und die etwas verkehrte Anordnung verhinderte die allgemeine Annahme dieses Galvanometers. Eine zweckmäßigere Anordnung beschrieb Prof. Mayer im Juni 1872 (Journal of the Franklin Institute, Instituts, 1872 S. 414), und dabei scheint er zuerst von der ausgezeichneten sogen, verticalen Laterne in der Galvanometrie Gebrauch gemacht zu haben. Mayer stellte auf die Planfläche der Sammellinse dieser verticalen Laterne eine feine balancirte Magnetnadel und brachte auf jeder Seite der Linse, in einer dem Durchmesser derselben gleichen Entfernung, eine flache quadratische Kupferdrahtspule, so daß die Achse der Spiralen durch den Stützpunkt der Nadel ging. Ein Theilkreis wurde auf das Glas unter der Nadel gezeichnet oder photographirt und das Bild von Nadel und Theilkreis, entsprechend vergrößert, auf einen Schirm geworfen. Dieser in mancher Beziehung ausgezeichnete Apparat scheint an Empfindlichkeit Mangel zu leiden, denn gleichzeitig wurde eine flache engere Spule, der Länge nach um die Nadel gewickelt, als besser für thermo-elektrische Ströme empfohlen. Darauf beschrieb Mayer im April 1873 (im American Journal of Science, S. 270) ein wesentlich anderes verbessertes Galvanometer. In diesem benützte er ein gewöhnliches astatisches Galvanometer von Melloni; eine verkehrte Scale war auf der Innenseite des Gehäuses gezeichnet, über welche ein Index in Form einer schmalen, spitzen Raute hin- und herlief, der an einem balancirten Querarm der Stützachse der Nadel angebracht war und sich mit dieser bewegte. Scale und Index lagen der Sammellinse einer gewöhnlichen Laterne gegenüber, und ihre Bilder wurden in gewöhnlicher Weise durch das Objectiv auf einen Schirm geworfen. Dieses Instrument gleicht also im Grunde dem Spiegelgalvanometer, theilt mit ihm die Undeutlichkeit, steht ihm aber an Empfindlichkeit nach. In der so geschickten Hand Mayer's scheint es jedoch bewundernswürdig gearbeitet zu haben. Die Ueberzeugung, daß alle diese Galvanometer zu der fraglichen Vorlesung nicht genügen würden, führte zu dem Entwurfe des gleich zu beschreibenden, welches im Februar 1875 gebaut wurde. Wie bei dem ersten Mayer'schen wurde auch bei ihm die von Morton verbesserteIm Journal of the Franklin Institute, Mai 1872 S. 300 beschrieben. – Aehnlich ist auch eine von Duboscq angegebene Anordnung. verticale Laterne verwendet. Diese verticale Laterne, wie sie von Georg Wale und Comp., am Stevens Institute of Technology, geliefert wird, ist in Fig. 25 abgebildet. Von der vor der Laterne stehenden Lichtquelle fallen parallele Strahlen auf den unter 45° gegen den Horizont geneigten Spiegel F und werden von ihm gerade nach oben auf eine planconvexe Linse E geworfen; die convergirenden Strahlen treten dann in das Objectiv C und werden endlich von einem kleinern geneigten Spiegel L auf den Schirm geworfen. Auf die als Tisch dienende obere Fläche der Linse E kann Verschiedenes gestellt werden. Um die verticale Laterne für das Galvanometer geeignet zu machen, wurde, wie aus dem in 1/12 natürlicher Größe gezeichneten Längsschnitte Figur 26 zu ersehen ist, auf die horizontale Fläche der Linse E ein auf Glas photographirter Theilkreis D gelegt. Ueber dieser befindet sich eine Magnetnadel A in Form einer sehr spitzen Raute; dieselbe ist an einem Coconfaden aufgehängt, welcher oben durch einen Ring B geht und dann, um die Einstellung bequemer zu machen, mittels Wachs an einer Säule des Objectivträgers befestigt ist. Der Ring B ist aus einem dicht unter dem Objectiv C liegenden Drahte gebildet. Die Nadel A ist an einem Aluminiumdrahte ab befestigt, welcher nach unten durch Löcher in dem Theilkreisglase D, der Linse E und dem geneigten Spiegel F hindurchgeht und nahe an seinem untern Ende b eine zweite Nadel N trägt.Auch Mayer denkt in seiner ersten Mittheilung an die Verwendung einer astatischen Verbindung zweier Nadeln, von denen die eine sich unter dem geneigten Spiegel, die andere über der Linse befinden sollte; der beide verbindende steife Draht sollte durch Löcher in der Sammellinse und dem Spiegel hindurch gehen. Daran, die Spule rund um die untere Nadel anzubringen, scheint er nicht gedacht zu haben. Auch scheint er die von ihm erwähnte Anordnung nicht ausgeführt zu haben. Um die untere Nadel liegt eine kreisrunde Drahtspule J (aus 30m Kupferdraht Nro. 14, mit 0,235 Ohms Widerstand) mit einer cylindrischen Höhlung von 25mm Durchmesser, in welcher die Nadel N schwingt, während der Aufhängedraht ab durch ein kleineres Loch hindurchgeht. Die Nadel N ist 220mm lang und schwerer als die obere A. Die Spule J ist in einem passenden Gehäuse, am Fuße der Laterne, eingeschlossen, und ihre Enden stehen mit den Klemmschrauben K in Verbindung. Liegt die Spule J in der Meridianebene, so lenkt jeder Strom die untere Nadel N ab und mit ihr zugleich die an demselben Drahte ab mit ihr sitzende obere Nadel A. Auf den Schirm wirft der Spiegel L nur das Bild des Theilkreises und der obern Nadel A; alle andern Theile des Apparates liegen entweder außer dem Gesichtsfelde, oder außer dem Brennpunkte. Die Löcher G und H in der Linse E und dem Spiegel F sind von der Mittlern Partie der Nadel A verdeckt und deshalb nicht sichtbar. Die Größe des Bildes hängt von der Entfernung des Schirmes ab; bei Versuchen vor Schulklassen ist ein Schirm von 2m,44 Durchmesser ausreichend; bei Versuchen in der oben erwähnten Vorlesung war der Schirm 4mm,88 im Durchmesser und das Bild der Nadel 4m,27 lang. Bei dieser Anordnung kann man die Empfindlichkeit des Galvanometers ganz nach Bedürfniß wählen. Zuerst kann man das Nadelpaar mehr oder weniger astatisch machen und so dem Einflusse des Erdmagnetismus mehr oder weniger entziehen; ein astatisches Paar scheint zugleich einem Paare, bei welchem dämpfende Magnete benützt werden, vorzuziehen zu sein, weil es von örtlichen Einflüssen freier ist. Bei gröbern Versuchen kann man, wegen des großen Abstandes beider Nadeln, einen dämpfenden Magnet auf jede Nadel wirken lassen. Bei dem jetzt benützten Galvanometer ist die obere Nadel die kräftigere und besitzt hinreichende Richtkraft, um das Paar nach der Ablenkung schnell auf Null zurückzuführen. Bei den in unserer Quelle ausführlicher beschriebenen Versuchen machte das Paar 25 Schwingungen in 1 Minute. Zweitens ist der Raum unter dem Spiegel F hinreichend zur Aufstellung einer Spule von jeder erforderlichen Größe. Da die untere Nadel N ganz in der Spule J eingeschlossen ist, so kann das Wirkungsfeld, worin sie sich bewegt, bei Ablenkungen von jedem Winkel merklich gleich gemacht werden, wie bei William Thomson's Galvanometern. Somit können die Angaben des Instrumentes, wenigstens innerhalb gewisser Grenzen, für Messungen benützt werden. Die runde Spule hat ferner entschiedene Vorzüge vor der flachen, weil sie, bei der größern Nähe der Drahtmasse an der Nadel, ein Feld von kräftigerer Wirkung besitzt. Wenn es wünschenswerth ist, kann eine doppelte Spule mit einem astatischen Nadelpaare unter dem Spiegel F angebracht werden, wobei die obere Nadel A nur als Index dient. In dem oben beschriebenen Galvanometer hat die Spule 76mm Durchmesser und ist 25mm dick, während der Durchmesser der Höhlung 25mm mißt. Bei ihrem schon angegebenen kleinen Widerstande soll sie in Stromkreisen mit kleinem Widerstande benützt werden, wie bei Thermoströmen u. dgl. (Nach den: Journal of the Franklin Institute, 1875 S. 431). E–e.