Titel: | Zuschrift an die Schriftleitung. |
Autor: | Georg Duffing |
Fundstelle: | Band 334, Jahrgang 1919, S. 30 |
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Zuschrift an die Schriftleitung.
(Ohne Verantwortung der
Schriftleitung.)
Zuschrift an die Schriftleitung.
Erwiderung auf die Besprechung meines Buches.
„Erzwungene Schwingungen bei veränderlicher Eigenfrequenz und ihre technische
Bedeutung“ durch Herrn Prof. C. Schäfer in Heft
24, Bd. 333, S. 230. Zu dieser Besprechung möchte ich bemerken, daß mir, entgegen
der Vermutung des Herrn Referenten, die Helmholtzsche
Theorie der Kombinationstöne lange bekannt war, ehe ich mich mit dem ausgezeichneten
Werk Rayleighs und der von mir sehr geschätzten „Theoretischen Physik“ des
Referenten beschäftigte.
Gerade weil die Helmholtzsche Arbeit in mehr oder weniger
modifizierter Form immer wieder erscheint, habe ich mich veranlaßt gesehen, zu den
neuesten Reproduktionen derselben Stellung zu
nehmen.
In der Originalarbeit (Poggendorf Bd. 99, 1856 S. 518),
welche in allen sechs Auflagen der „Lehre von den Tonempfindungen“
unverändert (sogar mit den Schreibfehlern des Originals) erscheint, wird die
Differentialgleichung
-m\,\frac{d^2\,x}{d\,t^2}=a\,x+b\,x^2+f\,\sin\,(p\,t)+g\,\sin\,(q\,t+c)
behandelt.
Die Integration wird geleistet durch eine Reihe
x = ε x1 + ε2 x2 + ε3 x3 + . . .,
über deren Konvergenz nichts weiter erwähnt wird; die Größe
e verschwindet aus dem Endresultat. Nach Helmholtz sind die Näherungswerte
x1 = u sin (pt) + v sin (qt + c)
wo
u=\frac{1}{\varepsilon}\,\frac{f}{m\,p^2-a},\ v=\frac{1}{\varepsilon}\,\frac{g}{m\,q^2-a},
x_2=-\frac{b}{2\,a}\,(u^2+v^2)-\frac{u^2}{2\,(4\,m\,p^2-a)}\,\cos\,(2\,p\,t)-\frac{v^2}{2\,(4\,m\,q^2-a)}\,\cos\,2\,(q\,t+c)
+\frac{u\,v}{m\,(p-q)^2-a}\,\cos\,\{(p-q)\,t+c\}-\frac{u\,v}{m\,(p+q)^2-a}\,\cos\,\{(p+q)\,t+c\}.
Bei Helmholtz und allen sich darauf stützenden Bearbeitern
des Problems wird, wie aus dem Vorhergehenden zu ersehen ist, der erste
Näherungswert unendlich groß, falls eine Erregerfrequenz mit der Eigenfrequenz des
schwingenden Systems übereinstimmt; ebenso alle weiteren Näherungswerte. Der ganze
Prozeß liefert dann eine unbegrenzte Anzahl von unendlich großen Gliedern, deren
Summe keinen Sinn hat. Auch wenn eine Erregerfrequenz nur wenig verschieden von der
Eigenfrequenz ist, konvergiert der Prozeß nicht.
Es ist nun natürlich kein Grund, eine Reihenentwicklung zu verwerfen, wenn deren
Konvergenz in einzelnen Punkten oder Gebieten aufhört; wenn aber, wie hier, die
Entwicklung gerade für das Wertgebiet in der Nähe der Resonanz versagt, für das sie
in erster Linie, da es sich um ein Problem des Mitschwingens handelt, in Betracht
kommt, so ist dies doch ein triftiger Grund, sie nicht weiter aufrecht zu
erhalten.
Vielleicht sieht sich der Herr Referent doch veranlaßt, gelegentlich einer Neuauflage
seiner „Theoretischen Physik“ diese Gründe in Erwägung zu ziehen und
gegebenenfalls durch eine eigene Arbeit zur Förderung des in seinen letzten
Feinheiten ungewöhnlich schwierigen Problems beizutragen.
Georg Duffing.