245

uud die Kraftlinie an ihren Ort zoriickkehrt. Icli verbind- init dem Worte Kraftlinie keiue anderc Meinung als icb bei eirier frfihereo Gelegcoheit ausgesproclie~~ babe (2149).

VI. Bemerkungen uler die Krayte, welche durch Fh-theifung ningnetisirte ferro untl cliamagnutische

nicht krystullinische Substtmzen erleiden ; oon W i l l i u m Thornson ,

Prof. der Plirsit an der UnirersitSt ZII Glasgow.

(Philosoph. Mrrgaiine Sw. 111. Vul. 37. p. 241.)

D a s merkwfirdige Gesetz, wetches F a r a d a y in seiner Abhandlung fiber den inagtielischen Zustand aller Substaii- zen niedergelegt hat, dafs eine in der Ndhe eines Magnets bebndliche kleine Portion nm dl'arnagnetischer Subsfam ei- nen Druck erfahrt, der sie von Orten stiirkerer Iiraft nach Orten schwiicherer treibt, ist eiiie einfache Folgerung aus der mathematischen tasuog des Problems, die Wirkung zu bestimmeo, die auf eine kleine Kugel von inductiv magne- tisirter Suhstanz vermage ihres inducirten Magnetismus atis- gefibt wird. Ohne in die analytische Uutersuchung einzu- geheo , welche in dem Aufsatz: 10 Ueber die auf Kiigelcheii uuter tnagnetischem Einflufs atisgefibten Kriifte und fiber cinige Erscheiuuugen bei diamagnetischen Substanzen tt ' ) befindlich ist, will ich in der gegenwartigen Mittheiluug dic Resultate derselben und einige daraus zu ziebende Schliisse k u n angeben.

Es sey P ein Punkt in der Nlbe eiiies Magnets und P' ein anderer, in dem unendlich kleinen Abstande a von P. Bezeicbne R die Kraft, welche cioe 3) Nordpol-

1.

1 ) Combridge and Dublin Mntliewniical Juurnnl, Ma; 1865.

246

Einheit 11 I ) in P erleiden wurde, oder, wie man sagt, lidie Resultante der maguetischen Kraft in PP ; uud bezeichiie R’ dasselbe fur P. Wird dann ein Kiigelchen irgend einer unkrystallinischeu , holnogenen , von Natur unmagnetischeu, aber durch Vertheilung maguetisirbaren Substauz in P ver- setzt, so wird sie eine Kraft erleideu, deren Componente langs PP ist:

worin c das Voluln der Kugel, und p eineu von der Na- tur der Substauz abhaugenden Coefficienten bezeichnet. Dieser Coefficient p hat fur weiches Eisen einen Werth

etwas kleiner als , und fur alle ferro-magnetische Sub- stanzeu, die wenig oder kein Eisen enthalten, hat er sehr kleine positive Werthe.

1st es wahr, wie ich glaube es seyn murs, d d s die auf dialnagnetische Substanzen ausgeiibten Kriifte daraus hervorgehen , d a b der ‘influencirende Magnet sic indiictiv magnetisirt ) und inch dieser Magaetisirung auf sie wirkt

3 R

2.

1) D. h. das Ende eines unendlich diinncn, glcicli6rmig uod der Lioge nach magnetisirten Stabes von Sliirkc- Einheit, welcher dem Canzrn naeh porn Nurd durch den Erdmagnetismus abgestoteu wird.

Stirke-Einheit kann so definirt werden. W e n n zwei unendlieh diinne StBbe glcichmifsig, und jeder gleichGrmig und longitudinal, mag- netisirt werden, und man das Ende des ciuen in die Einheit d u Ab- standes (2. B. einen Zoll) van dem Ende des anderen versetzt, so ist die gqenseitige Kraft dieser Enden die Einheit. Die magnetisclie Stiirke eines jeden ist Einheit. Die im Text definirte Kraft R isr na- tiirlich gleiclr uod entgcgengesetzt der Kraft, welclre eine uSiidpol-Einheit(q in P erleiden wiirde.

2) Diese natiirlichstc ErklSrung der von F a r a d n J entdeckten Erscheinun- gen ist von Diesem in seincm Aufsats iiLer den Gegenstand nufgestellt und dureh spstere Untersuchungen bestitigt, besonders durcli .die von Reich und W e b e r , welclre durch Versuche gezeigt haben, d a t eine diamag- netixhe Substnnz unter Jem Einflds zweier Magnete auf den eincn ver- m6ge der Magnetisirung wirkt, die sie von dem andrren erfalrren hat. Die ungerneine Scliwiche der in diamagnet ischen Substanzen erregteu Polaritit, hat F a r a d a J in einer Reihe von Versuchen bewiesen, welclre den Gegenstand seiner letzten Mittlreilung an d. Kiinigl. Gesellschalt

247

gemzb deli bekannten Geselzen der Wecbselwirkung zweier Maguete, so gilt das obige Gesetz fur alle unkrystallini- sche Substauzeu, und uin es arif eine diamagnetische Sub- stanz anzuwenden, ist nur ntithig, ,u einen uegativen Werth zu geben.

3. Zur Auslegung dieses Resultats ist zu bemerkeu, dak , wie sich durcb Ailwendung der Differentialrechnung auf die Verlnderung einer vou der Lage eines Puukts im Rauiiie abblngigeo Grirbe zeigeu I l i Ist , der Bruch

R'a - H' n

grirl'ser ist, weuii der Punkt P in eiuer bestimmten Rich- tung voii P gewlililt wird, als in einer anderen, dab er 801.1 gleichem absoluten, aber uegativen Werthe ist, wenn P 111 entgegengesetzter 'Richtuug gewahlt wird, und d a t er verscbwindet, wenn P i n einer durcb P gehenden, ge- gen die Linie dieser beiden Richtungen rechtwinklichen Ebeue liegt. Daraus folgt, dafs die Resultante auf das Kugelcheu tangs jeiier Linie liegt, in der einen oder an- dereii Richtung, je uaclidem p positiv oder uegativ ist. Daraus zieheu wir folgende Schlusse:

Eiu in der Nshe eines Maguets befiudliches ferro- maguetisches Kiigelchen wird getrieben von einer Kraft in detjenigen Richtung, in welchm die 81 Magnetkraft a am schnell- sten sunimmt.

Ein in der Nabe eines Magnets befiudliches diamag- netisches Kiigelcheu wird getrieben von einer Kraft in der- jenigen Richtung , in welcher die Magnetkraft am schnell- sten abnimmt.

Die absolute G r b t e der Kraft in jeglichem Falle, in welcbem die Vertheilung der Magnetkraft bekannt is!, ist der Wertb, welchen der Ausdruck in 5. 1 erlangt, wenii

1.

2.

3.

ausmachcn. Er hat sich darin bcmuht, durcli srlir crnpfindlicl~c M i d die Strome nacbzuweisen, die d u d Mynetidrung oder Demagnctisi- rung einer diamagnetkchen Substanz in einer dieselbe umgebcnden Dralitrolle errcgt werdcn , lrat aber nur negative Rcsirltatc erlialtcn.

HI2 - n 2 inan dem Bruch (I deu Wertli giebt, der uiittelst des

Differentialcalculs gefuuden wird fiir eineu Punkt P, der, in der Richtuiig der schuellstea Versuderuug der Maguet- kraft, um deu unendlich kleiiieii Abstaiid P P vou P, der actuellen Lage des Kiigelchens, eutferut ist.

4. Bemerkeuswcrth ist besouders, daL die Richtung der auf die Kugel ausgefibteu Kraft keine Beziehung hat zur Richtung der durch ilireu Ort gehenden Magnetkraft- M e n . Die matlieinatische Uutcrsuchung liefert souach eiue volle Bestltigung und Erklaruug der merkwiirdigei~ Heob- acbtung vou F a r a d a y (8. 241s) dafs ein Ktigelcheo oder Wiirfel von iududiv magnetisirter Substanz in eiuigeii Fallen JJ Iangs den Magnetkraftlinien, und in autlern schief oder quer gegen sie fortgetrieben wird. I ) . In der That ist es leicht, Vorrichtungen zu erdciikeii odcr wirklicli zii coustruireu, in welclieu die Resiiltante der auf eiue Ku- gel vou weicliem Eisen oder einer diainaguetischen Sub- staiiz ausgeiibtcu Kriifte wiukclrecht ist gegeu die Liiiieii der magnetisirendeu Kraft. V\Tenn z. 13. cine Kugcl VOII

weichein Eisen gegen die beideu Pole eines Hufcisenmag- nets symmetrisch und iu einigem Abstande vou der diescl- ben verbiudendeu Linie augebracht wird, so wird sie ge- gen diese Liuie getrieben, in winkelrechter Richtung auf derselben und folglich aucli winkelrecht auf den Linien der Magnetkraft in dein R a w , in welchem sic befiiidlicli ist. Eine Zhnlich gebogene Kugel von Wismuth oder sorist eiuer diamagnetischen Substanz wiirde eine Kraft in ent- gegeugesetzter Ricfitung erleiden. Brlchte man ferner eiue Kugel aus irgend einer Substaiiz in die Nahe eines langen geraden galvanischen Drahts, so wird sic zu oder ab dem Draht getrieben ( je nachdem die Substanz ferromague- tisch oder diainaguetiseh ist ) uud zwar wiiikelrecht gegeu ihn, also auch wiukelreclit gegeu die Kraftliiiien, welche

1 ) Mir scbeint diese Merkwiirdigkeit zu verscbwiodeu, wenn man sic11 nur klar maelit, was cigentlich unter Magnclkraltlinien verstauden wird. P.

249

bier Kreise siiid, die ihre Mittelpuukte i u dew Draht und ihre Ebeueu winkelrecht gegen denselben haben.

Die vorsteheuden Scliliisse befabigen uns klar fest- zusetzen, iu welchem Sinue die Ausdrlicke JJ Auziehung ((

und >J Abstotung cc anzowenden sind auf die Wirkung, welche eiu Magnet auf eiuen ferromagnetischen oder diauoagneti- schen Kiirper ausiibt. Ein in der Niilie eines Magnets ge- legenes Kiigelcheu von ferromagnetischer Substanz erlei- det im Allgenieinen eine Kraft; alleiu der Ausdruck An- ziehung , uach seiner gew6hnlichen Bedeutung, meiiit ciiie Kraft hinwdrts, und weun wir ihn in irgend eiiiem Falle anwendeu wollen, miissen wir im Stande seyn eiu Object fur die Prapositiou zu liefeni. i n dieseni Falle nun ist die Kraft gegeii Orte stsrkerer Magnetkraft (1 gcrichtet uud folglich kanu die Wirkuug, welche eiu ferroinaguetischer oder diamagnetischer K6rper erleidet, eine Ansiehung ge- nanut werden, wenn wir darunter eine gegen Orte stiir- kerer Kraft verstehen. Orte stiirkerer Kraft sind dcrii Mag- net im Allgemeinen ntiher als Orte schw&herer Kraft und daher wcrden Stiickchen von weichem Eisen, als Ganzes, gemeiniglich zu dem Magnet getricben (wodurch ohue Zwei- fel der Ausdruck Anziehung w iirspriinglich zur Anwcn- duug kam); allein diets ist, wie man weiterhin sehcu wird, keineswegs immer der Fall; Kugeln von weichein Eiseii werdeu in gewissen Fiillen wirklich vouo iuflueiicireuden Magnet abgestohen; uud der Ausdruck I) Auziehuuge kann bei ferromagnetischen Substauzen allgemein nur in deli1 Sinne, dafs es eine gegen Orte stiirkerer Kraft sey, ge- braucht werden. Der Ausdruck 1’ Abstofsuiig., das Umge- kehrte von )I Anziehung If, kaun nach demselbcn Principe im Allgeineinen uur zur Bezeichuung der Krd t gebrauclrt wer- den, init welcher eiu diamagnetisches Kligelchen gegen Orlc schwacherer Kraft getrieben oder aus Oertern stiir- kerer Kraft fortgestopen wird.

Der folgeude Paragraph, in welchein Priucipien auf- gestellt sind, auf deren eiiiige F a r a d a y selbst vie1 Nach- druck legt, die aber glaube icli VOII (leu spiitereu Expcriinen-

5.

6.

230

tatoreu uicht hiulanglich beachtet wordeu siud, ist aus dein schon erwahuteo Aufsatz (Dublin. math. Joum.) geuommeu.

7. rDas ebeu erhalteue Resullat liefert die wahre Er- klarung voii dem vou F a r a d a y beobacbteteu Phanomeu, dafs eiii diinoer Stab oder eiue Nadel vou diamagnetischer Substauz, zwischeu den Polen eiues Maguets aufgehhgt, eiue Querstellriug gegen die sie verbiudende Linie aunimmt. Denu eiue solche Nadel hat keiue Tendeiiz sicb quer ge- gen die Maguelkraftliuieu zu stelleu; vielmehr wird sie, wie wan atis eiiieln kiinftigeu Aufsatz erseheu kaiiu, weuu sie gegen die L)imensionen uud den Abstaiid des Maguets ver- gleichuugswcise sehr klein ist (wie es z. B. der Fall ist mit eiuem Stabe vou gewbhulicheii I)imensioiieu, der uur dem Eiuflufs der Erde uuterworfen ist) uiid sie sicli frei urn ihren Schwerpuukt dreheii kanu, die Richtuug der Magnetkraftliuieu anuebineu, sie mag aus diamagnetisclier oder magnetischcr Subslaiiz (wie weiches Eiseu) besteheu ; allciu F a r a d a y ' s Hcsultat eutspriiigt aus der raschen Ab- iiahme der maguetischen Kraft rings um die Magnetpole uud aus der, verglicheu mit dein gegeuseitigen Abstaiid der Pole betr~chtlichen Lauge der Nadel. Der Elitdecker selbst erklart cs so: JJ Die Ursache der Eiustelluug des Stabes oder irgend eines kinglichen Stucks (oblong arrangement) vou scbwereln Glase ist uuu einleuchteud. EY ist blofs ein Re- sultat der Teudenz der Theilcheu, sicb auswarts oder iu die Lageu der schwachsten Wirkuogen zu bewegen I). Die vereiute Ausiibuug der Wirkuug aller Theilcben briogt die Masse in die Lage, .welche dem Versucbe uach, ihr ange- hart (c ( 0 . 2269).

Es mag hiuzugefugt werdeu, dafs die Tendeuz eines Stabes, gleichviel von ferromaguetischer oder diamagneti- sclier Substanz, in eiuem gleichforlnigen Felde vou Mag- uetkraft die Richtuug der Kraftliuien anzunehmen, abhangt

8.

I ) rDie ungemeine Selrwtiche der diamagnelischen Wirkung, verrn6ge wel- e l m jcdes Kilgelcl~en oder jedcr Wiirfel der Materie schr nalle dieselbe Kraft erleidet, wie wenn alles Uebrige entfernt wiirde, scheint d im ErklSrung vollsthdig zu rechtfertigen. *

25 1

vou deln Effect der gegciiseitigeii Wirkuiig der Theilcheii zur Verlnderung der allgemeineii Magnetisirung des Stabes, tlud ist folglich bei den bekaiinteu diamagnetiacheii Substan- zeu so ungemein schwach, dab die ernpfindlichsteo Versucbe sie wahrscheiulicb nicht sichtbar inacbeii wiirden ').

Das zu Aufange dieser Betraclilungen angegebene Gesetz F a r a d a y's Mst sicb durch eiuige sebr sonderbare, obwohl uiigeiuein einfacbe Versuche erlsutern, die ich u u i ~ kurz beschreiben will * ).

Der dazu erforderliche Apparat bestebt blofs aus einein laugeu leicbten Arm (ich gebrauchte eineu von vier Furs Lange (height), allein eiu vie1 kiirzerer, an einem diinneren oder llngeren Torsionsfaden aofgebkingt , wiirde eben so gut gewesen seyn) aufgebangt an eiuen "Tor- sionsknopf. mittelst eines nahe in seiner Mitte befestigten sebr feinen Drabts oder Fadens von ungespounenen Sei- denfasern, und umgeben vou einem Kasten, der den st6- reiiden Luftzug abbllt , aber eine biol8ngliche Winkelbe- wegniig in horizontaler Ebene erlaubt. An dem eiiieu Elide des Aruis sitzt (oder hangt an cinem feiuen Faden, wel- cher , der Stabilitiit wegeii , bei einigen Vcrsucheo , z. B. bei den weiterhin beschriebeneu Versucbeu 2 und 8, nicbt zu lang seyu darf) eiu Kiigelcheu von weicbeui Eisen uud an dem auderen Arm ist ein Gegeugewicht angebracht, um deu Arm horizontal zu halteu. Wenn man den Arm uur eine kleiiie Winkelbeweguug macben Itifst, ist die Balm der KugeMbeinahe gerade, uud wir k6nnen daber anneti- men, dafs die Kugel, durch die bescbriebene Vorrichtung, sich init groker Freiheit in gerader Liuie zu bewegen v w - mag uiid vor jeder anderen Beweguiig gcschiilzt ist.

9.

10.

1 ) Eine schr kune Mittheilung iiber diesen Gegenstand wurde der Bri- fish Associufion i. J.'1848 vorgelegt und in deren Report vun die- sem Jalrr ve6fFentlicht, untw dem Titel: u On fhe Equilibrium o/ Mugnetic or Dinmagnetic Bodies of uny form, under the In- . fluence of Terrestriul Magnetic Force. ''

2 ) Zur Erliiuterung von Vorlesungen iiber Magnetisrow, watuend des Cur- sus 1841) - 49, -warden dime Vcrsuche im plrysiknlisclicn Acir&ol dcr Glasgow - Universitjt vorgaeigt.

232

11. Bei Austelluug der weiterhiu beschriebeiien Ver- suche ist es bequem zwei Heininer (stops) so anzubringeu, dafs durch sie die Beweguiig des Anns in jede gewiiuscb- ten Griinzen eiugeschlosseii, und in jeglicher Lage auch beruhigt werdeii kanu. Im Allgeineiuen i n u t vor An- fang eiues Versucbs der Arm ain Eude seines Laufes ztir Riihe gebracht , und, inittelst der Torsion des Drahtes selir sauft gegeri eiueii der Heininer gedriickt werdeu, mlh- rend der andere Heminer fortgeschobeu ist, tim detn Arm in der einen Richtuog eiue freie Ueweguiig zu gestatten.

Yersuch 1. - Man lege eiuen gewbhnlichen Mag- iictstab wit einem seiiier Pole, z. B. dein Siidpol, nahe an die Kugel von weichem E~SCII, alleiii an der Seite, nach welcher hiu sie durch deu Hemmer an ihrer Beweguug gehindert is[. Mail uelime IIUU eiueu audereii Magnetstab vou bedeuteud griifserer Kraft als der erstere uud nllierc seiiieii Nordpol laiigsatn dein festcii Siidpol des audereu, in Verliingeriing der Bewegu~igslinie der Eiseiikugel. Weuii dieser Nordpol eincii gewisseii kbstand erreicht hat, wird dcr Arin auflibreu gegen den Hcininer zu driicken, und weiin inan ihii uoch eiu weiiig riiiher schiebt, wird dcr Arui deli Heininer gaiiz verlasseu und eiue Gleichgewicbtslage anneh- men, in welclier er, nachdem er beruhigt worden, (was inittelst dcr Hemmer leiclit geschicht) stabil verbleibt, weiin aucb die Hemmer ganz fortgezogen werden. Weun mau die Krigel inittelst eines der Heinmer etwas weiter vou deli

Magiieteii (magnets) als diese stabile Gleichgewicbtslage fortschiebt, so kehrt sie freiwillig in dieselbe zuriick. Zieht inan sie mit dem anderen Heminer etwas iiaher, uod lafst sie eiuige Sekundeu so, so findet man, dafs sie gegeu deu- selbeii driickt, und wenn mau ihu darauf fortzieht, kehrt sie iu jeiie stabile Gleichgewicbtslage zuruck. Zieht man sie jedoch sehr langsain noch iiaher au die Magiiete (mag- nets) uud erreicht sie dabei eiue gewisse Lage, so hart sic auf gegeu den Hemmer zu driickeu; und wenu sie nun die geriugste Erschiitteruug erleidet oder etwas uaher gezogeu wird, verlafst sie den Hemmer und setzt sich in Beweguug

12.

233

bis sic deu Magnet erreicht, bei dessen Beriilirung sie IIUII

augeiiblicklich zur Rube kommt. Es scheiut dcmnacb, als gebe es fur die Kugel eine instabile Gleichgewichtslagc zwischen der stabilen Lage und dem uaheren Magnet. Es ist leiclit dcn ‘I’orsionskoopf so eiuzurichten, dafs die Tor- sion dcs Anfhaugefadcus oder Drahtes nur cineu beliebig kleinen Einflufs haben kaiiii, iudem wan durch sriccessivc Versuclie’ jede dicser Gleichgewichtslagen aufsucht, uach der Bediugnug, dafs wenn die Maguete eiitfernt siud, dic Torsion deli Arm oicht mcrklich aus der so gefundenen Lage storen darf.

Nach den obcn gegebeneu ErklGrungeu ist kauiii nothig hervorzubebea, dafs dic in diescin Versuch bcstimmte instabile Gleicbgwichtslage der Piinht ist , w o dic magne- tisircntlc Kraft dcs Siidpols zcrstiirt mird durcli die des ent- fcrntercii , abcr kraftigeren Nordpols, uod dafs die stabile Crleicligewichtslage diejeuige i d , wo de r Ueberschufs der ningiietisireiiden Kraft des Nordpols iiber die dcs schwa- chereii Siidpols cincn Maximum Wer th besitzt i n Bezug atif Puiikte i n der VerI:iiigeriiiig , durcli den schrriichercn Pol, der bcide Pole verbindendcri Litiie. Wiircn dic Polc mallieinatisclie l’uiikte mid wiireii die S tabe so laug , dafs ilire abgewandteo Enden keiue mcrkliclic Wirkung auf dic Kugel austiben kbuiitcii, so wurde die iustabile Gleichgc- wichtslage natiirlich eine solche seyn , da[s ihre Abstande von den beiden Polen sich direct verhielten wie die Qua dratwursek aus den Starken der blagnete; und diircli Lii- suiig eines hacbst cinfachen Maxiinum- Problrms I:’[ ,I s t sirh zeigcn, d a b die stabile Lage eiue solche wiire, da[s ihre Abstande von den Polen sich direct wie die Ihbikwurzeh am den Starken verhnlten wiirde.

Yersuch 2. - Man lege zwei gleiche Magnetstibe symmetrisch gegen die Lioie der Bewegung, winkelrecht gegen dieselbe, init deu gleichnemigen Polen iu gleichcn Absttinden zu beiden Seiten, und zwar, UUI es aufs Reste anzuordnen, so, dars die Llngen der Magncte in dcn Fort- setzuugen der ihre Pole verbindenden Liuieu seyen. Ope-

13.

13.

2 54

rirt man nun mit den Hemmeru iu ahnlicher Weise, wie in dem vorhergeheuden Versuch, so ist leicht ermittelt, dafs es fur die Kugel zwei stabile Gleichgewichtslagen in glei- cheu Abstauden zu beiden Seiten der die Pole verbindeu- den Liuien giebt, und dafs der Mittelpunkt dieser Linie eine iustabile Gleichgewichtslage ist.

15. Auch hier liegt die Erklaruug auf der Hand. Da die stabileu Gleichgewichtslageu solche sind, dafs , in Be- zug auf Puukte in der Bewegungsliuie der Kugel, die mag- uetisirende Kraft der beideu gleichuamigen Pole ein Maxi- mum s e p kanu, so liegen sie, wie sich leicht ergiebt, in

deli Abstauden 2G zu beiden Seiten der die Pole ver-

bindenden Linie (deren Lange mit a bezeichnet ist), so- bald die Pole mathematische Puukte siud und die Langen der Stabe so grofs, dafs die abgewandten Pole keine merk- liche Wirkungen hervorbringeu.

Versuch 3. - Man halte einen gewahnlicheu Huf eiseninagnet init der seiue Pole verbiudendeii Lillie wiu- kelrecht gegeu die Beweguiigslioie, so wird m a n leicht durch eiiie passende Handhabung der tiernrner rind des Torsions- Lnoprs das Daeeyu eiuer Kraft uarhweiseii, welclie die Kugel winkelrecht auf deri 'J Krafiliuieii 11 gqen deli Mittel- punkt der die Pole verbiudenden Liuicu treibt.

Versuche nait diamagnetischen Substansen oder rnit ferromagnetischen aon geringer Vertheilbarkeit. - Die von F a r a d a y elitdecktell Wirkuugeu der Maguete auf Sub- stamen, die froher uicht als der maguetischeu Vertheiluug W i g bekanut waren, lassen sich mit dem oben beschrie- beuen Apparat mit grofser Leichtigkeit darthuu. Statt der Eisvukngel kauu mau am Ende des Hebels kleine Kugeln voii der zu untersuchenden Substaiiz aufhaugen, mittelst Fa- deu V O U hiu1;iuglicher Lange, dauiit dieser Hebel, der ails irgeud eiuer eiseofreieu Substanz besteheu mufs, ganz aufser Rereich eines merkbaren Einflusses des augewaudten Mag- nets sey. In diesen Fallen zeigt sich i ~ ] Betreff der Lange des Aufhangedralites keine Schwierigkeit von der beim Ei-

16.

17.

25.5

sen beinerkteii Art, da die ausgeiibten tnagnetischeu n 7 i r - kungen uiemals stark genug sitid, um cine seitliche Iiista- bilitzt (d. h. eineu Stabilitatsinaugel iu der Bewegungslinie) selbst bei der leichtesten Substanz hervorzubringen, sobald uur der Aufhangedraht nicbt Ianger als nothig ist. Bei deli von tnir angestellteu Untersuchuugeu waren die die Kugel- cheu tragendeo Faden nicht Iiinger als 4 oder 5 Zoll, und die Ilurrhiiiesser der Kiigelchen gingen von einein Viertel- zoll, bis zu einein oder anderthalb Zoll. Statt eines eiu- fachen Slablmaguets, der zu diesen Versuchen nicht stark geuug ware, gebrauchte icli eiiien Elektroinagnetstab VOII

mafsiger Kraft, besteheud aus ciner Drahtrolle uud einem weichen Eisenkern. Dieser Kern ist ein Cylinder von etwn einem Zoll im Durchinesser und anderthalb Furs Liiuge mit abgemndelen (beinahe balbkuglichen) Enden, welche, wenn der Keru seine centrale Lage besitzt, auf beideu Seiteu etwa eiueii Zoll zur Drahtrolle herausrageo. Durch diese Mittel Iafst sich die Abstofsung dianiaguetischer Substanzen iind die Anziehuog sehr schwach ferromagnetiscber init gro fser Leichtigkeit darthun.

Als ich z. B. eiuen kleiiien Apfel an einen 3 bis 4 Zoll laugen Faden aufhing uiid ihn anfaiigs zur Kube brachte, indem ich ihn (mittelst der Torsion des Fadens) sanft ge- gen das eine Endc des noch iiicht inagnetisirtcii Eiseukerus driickte, sali ich deuselbeu sogleich abgestofsen wie der gal- vauische Strom erregt ward, und als ich den Eisenkern vorschob, kooute ich ihn 4 bis 5 Zoll weit durch das mag- netische Feld treiben.

19. Denselben Apparat habe ich auch gebraucbt, urn zu zeigen, dafs ein Karper, der iu Luft schwach augezo- gen wird, eioe Abstofsung errabrt, wenn er uotergetaucht ist iu eine hiureichend conceutrirte Lbsung von schwefcl- saurein Eisenoxydul. Der in diese Fliissigkeit eiugetauchte K6rper war mittelst der Torsionskraft an die eiue Seite des Gefafses gelehnt uud an denelben Stelle aufserhalb der Elektrolnagnet angebracht. Durch Anweodung kleiner Glasktigelchen, die leer keiuen merklicheu Eioflufs von d e n

15.

256

Magnet erleideii, kann man, wenii man sie mit verschiedc- lien Flussigkeiteu fullt, die iiiagnetischen Eigenschaften der- selbeii darthun. F a r a d a y ' s schbne Versuche iiber die relativeu und magnetisclieii Capacitaten der Eisenvitriol- Ld- sungen von verscbicdener Cotrceutration und andere Yhn. liche Versuchc lasseii sicli iii uiigeineiti beqtiemcr W e i s e an- stellen, weun inaii mit eincr solchen Lbsung ein Glaskii- gelclien fullt, es a n deui eiuein Elide des Armes aufhYngt, uud ~ nacb Anbringung eiues passenden Gegengewiclits an dein auderii, in eiue audere Fliissigkeit untertaucht. Icli faiid, dafs , sobald der Coucciitrations-Unterschied beider Fliissigkeilen betriichllich war , die untergetauchte Kugel durch den Elektromaguet angezogen oder abgestol'sen ward, je nachdein die in dcr Kugel enthaltene Fliissigkeit conceii- trirter oder verduuuter war als die dieselbe umgebende,

U e b e r d i e S t a b i l i t i i t k l e i o e r diircli V e r t l i e i l u o g m a g o e -

20. Iii dein ebeii erwahnten Aufsatz in1 Mathematical Joicrnal sprach ich nus, d a b eine kleine Kugel von ent- weder ferro- oder diamaguetischer Substanz, in der Nahe eines Magnets befindlich uud keiner Einwirkiing von einer iiiimagnetiscben Kraft unterworfcu , im Gleichgmicht sey, wenn sic sicli iu einer Lage befiude, wo die (mit R be- zeichnete) 18 Resultante n ein Maxiinuin oder Minimum sey oder ciucn JJ stationareu cc Wer th habe; dafs eine dinmag. iictische Kugcl im stabilen Gleichgewicht scy, ( i s in s t a b l e e q u i l i b r i u m i f , and not in stable equilibrium unless, i f be s i fuated) , wenn sie eine Lage habe, wo die Kraft R ein Minimuin iin absoltiten Wer th hat, und dafs, 88 wem dasclbst eiu gegeu den Magnet atifserer Puukt vorlianden ist, an welcbem die Resultante einen Maximum-Werth bat, rlieser fur eine kleine Kugel von weichein Eisen eine sta- bile Gleichgewichtslage, und jeder andere nothwendig eine iustabile seyn wiirde. Kurz nach der Verllffentlicbung die- ses Aufsatzes gelang es mir zu beweisen, dafs a n einein gegen den Magnet aufseren Puiiht die Resultante kein Ma-

ximum

t i s i r t e r K ii r p er i G 1 e i c h g e m i c I1 l a I rg e 0.

257

ximuin, und also fur cine von allen Hindernisseu bcfrcite ferrouiaguetische Kugel keiue stabile Gleichgewichtslage vorhanden seyn kann. Neuerlich habe ich gefutideii, dnlk es Punkte geben kann, wo die Resultante eiu absolutcs Minimum ist obne Null zu seyn ; und deshalb mag es fiir cinen diamagnetischeu Korper stabile Gleicligewichtslageii gcben, die i n dem im friihercn Aufsatz erwahnten Fall niclit eingeschlosscn sind. Dieser Fall liefert iudefs die einfaclis~c Erklarung , die es geben kann, vou der bikhst ungewiilin- lichen Thatsache, dafs ein solider Kihper von einein Mag- ueten oder von Magneten ~ I I eirie stabile Gleicligewichts- lage abgestofsen werden knt~n. Nehinen wir z. B. die itn Versuch 2 beschriebene Vorrichtung r o n zwei Magucts t~- beu, befestigt lnit den gleichuainigen Polen iiahe a11 einan- de r , so habeii wir offenbar zwiscbeu diesen Polcu eincti Punkt, wo die Resultante verschwindet, kind gegcii welchen also ein irgendwo hinreichend nahe befindliches diamagne- tisches Ktigelcben bingetrieben werden wurde. Leiclit ist zu zcigen , dafs, uoter Einwirkung der Schwerkraft ein diainaguetischcs Kiigelchen ettvas uutcrlialb diescr Lage ohne irgend eiue lufsere Stiitze im stabilen Gleichgewicht scyii wiirde, sobald nur die Magnete stark geuug wlren. Es ist jedocli aufserst unwahrscheiiilicb, daCs ein Versucb, diefs experimentell zu verwirklichen, gelingen wiirde, weil bis- jetzt, i n den gtiustigsteu Fallen, keine diamaguetiscbe Re- pulsion auf einen Kaper gefunden ist, welche auch iiur entfernt dem Gewicbte desselben nahe k h e . Doch hat inan somit von dem durch 'p Mahotnets Sarg (4 beruhmtcti physiknlischen Problem eioe wahre theoretische Lasung, die uliter den merkwurdigen Folgerungen aus F a r a d a .v ' s Ent- deckungen nicht die wenigst eouderbare ist ).

1 ) Man hat oli grglaubt, diefs Problem sey gclast durch den Versncli, wn eine Nadel in cioe senkreclit geliallcoe galvrnisclie Dralitrolle Iiin- eiogezogco wird; allein ich habe rnich iiberzeugt, Jars die Nrdel stels irgenrlwo die Wand der RBlirc (hlh cine vorlianden i s t ) odcr drn Draht der Rolla beriilirt. hue11 hnbe ich erniittelt, dars wcon mrii,

bci Aowendiing eiucr krsliigcn Dralitrollc, s t r t t der Nadel einen Blech- PoggendorlPs Annrl. Bd. LXXXII 17

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Ueber d i e Beziebuogeo de r ferromagaetiscben u o d d i r - magnetiscben M a g n e t i s i r u o g zu d e r magnet i -

s i r e n d e n Braft.

21. In der niathelnatischen Untcrsuchung, durch welche das ebeii augegebeue Restiltat erbalten wurde, ist angenom- men, dafs die Magiietisirung der Substanz der Kugel alle- ma1 proportional sey der magnetisireuden Kraft, obwobl diese Aunahlnc natiirlich verlniedeii werden kann, wenn man iiur voraussetzt, dafs ,ti eiuen mit der Kraft veriinder- licheii W e r t h habe, was weder die Untersuchutig noch die Forin des Resultates afficirt. Mir scheint sehr wahrschein- lich, dafs diese Annahlne fur alle bekannten diamagnetischen cmd fur alle schwach ferromagnetischen Substanzen richtig sey , deiiu sie koinmt der Voraussetzung gleich, dafs die inducirte Magnetisirang einer Substanz die Fahigkeit zu eiuer ueuen Magiietisirung durcli einen andern iiahc ge- brachteii Magnet uicht hindere oder stilre. Diese Vor- aussetzung iuufs jedoch bisjetzt als eine b loke Muthuiafsung betrachtet werden, da sie iioch von keiiiein Versuch unter- stiizt wird.

Sic widerspricht indeEs direct dem Schlufs, zu welcheui Hr. P l a c k e r in eiuer seiner experimeutellen Untersuchun- gen gelaugt, wo er sagt: USai did& de la cette loi gbdrale , savoir: que le diamagndtisme dicroit plus vite que le mag- nitisme quand la force de I'aimant diminue ou quand la distance des pdleo augmente~ I ) . Allein viele der sonder-

cylinder, selbst von selir wenig kleinerem Durchmesser als die Innen- wand der Rolle nimmt, niemals anders als bai dem Contacte beider ein stabiles Gleichgewicht statttndet. . Das Phhomen des freien Schwebenr eines soliden Kiirpers in der Luft, bei stabilem Gleichgewiclrt, oline 5,- fsercn Stiitrpunkt oder Zwang ist, ich bin a iibeneugt, niemals als das Resultat cines clektrischen oder magnctischen Versuchs wahrgenommen worden.

1) Siehe in d. Annul. de d im. rt de phys. 3880 den Aufsatz: uSur /e rnqdtizme et diurnugnd/isrne pur J!r. Plii c k e r. Dieser Aufiah scheint ein RburnP von des Verfassers Untersuehuogen und Entdeckungen in Betreff der magnetiscben Induction zu seyn, vnn welclien im Laofe der beiden letzten Jahre ausfilhrliclie Rerichte in Poggendorff's Annrlen enchienen sind.

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baren Ersclieinuugeii, aus welcheii Hr. P I u c k e r dieseti Schlufs ableitet und welche er zur Bestatigung desselben anflihrt, scheinen tnir deiiselbeii nicht zu unterstutzen, viel- lnelir im Zusainmeuliauge zu stehen mit den von ihln spater eutdeckteu eigenthiimliclren magneto - inductiveii Eigeuschaf- ten der krystallinischen oder quasi-krystalliiiisclieii Struc- ~ u r I ) ; uud was diejenigen betrifft, die ihii aitf den ersleri Blick wirklich zu uuterstutzeii scheiiieii, so vermuthe icli, d a b sic sich alleiuig durch das zu Aiifaiige dieser Bemer- kungen ausgesprochene Faradafsche Gesetz erkliren lassen.

So die Versuclie iiiit eiuein in verschiedene Abst8ndc voii dem Magnet gebracliteii Ulirglase voll Quecksilber, welche zcigen, dafs die Reaiiltaiite der auf clas Glas, vcr- iniige seiner eigeuen Magnetisirung als eine iiiagiietische Substanz, iind der entgegengesetzteu Magnetisiruug des dia- magnetischen Quecksilbers, nusgeiibten Krafte zuweilen, bei Fortrlickuog des Ganzen in eine etwas gratere Ferne, von dein Magneten zuniwmt; sie beweiseu nicht, dak, weun die maglietisirende Kraft verringert wird, die Magnetisiruug des Quecksilbers UUI eiuen griifsercn Bruchwerth ihres Be- trages abniinmt als die des Uhrglases, soudern werden hochst wahrscheinlich dadurch erklart , daCs das vom Quecksilber rind Uhrglase eingenommene Feld der Kraft in einem et- was grtifsereu Abstaiide ein solches ist. dafs der Mittel- werth des I)iffereutialco15fficieiiten vow Quadrat der Kraft, in Bezug auf Coordinaten parallel der Richtung der Be- wegung des Uhrglases, grarser ist als der Mitlelwerlh der- Function fur das eingenommeoe Feld, weun das Uhrglns lnit dem Magnet in Beruhrung ist.

Es ist iiatlirlich, ohne geuaue Kenntnifs von der Ver- tbeiluiig der Maguetkraft in der Niihe des aogewandten Maguets, unmaglich tnehr als eine solche allgemeine Erkla-

1 ) Dieser Zusamiueohang wurde van dem Verfasser selbst erkannt, wic aus der Angabe erhellt, die er zu Anfange der 5. 4 des erw6llntcn A d - sntzrs rnwht, Dneli nmnt er wine Versuclie mit Cylindern von Holz- kohle als das Fundament, ruf welchcs er den irn Text angefiihrtcn Schlufs als allgemeines Gcseta aufstrllt.

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ruog \vie diesc zn gebcn; allein die in diesem Fall von Hrn. PI [ic k e r beschriebeiien Erscheinungen sind unzwei- felhaft von der Art, d a b mati sie voraossageu mdgte, wenu eiu seiikrecbter Mape t s t ab angewaudt wurde, und vor al- lem, weiin der oberc Pol, ubcr welchein das Uhrglas hing, flacti ware. Ein Elektroinagnet, mit eiue man beideu Eudeii offenen Hoblcyliiidcr voti wcicliem Eiseii als Keru, wiirde einen kleiiieii l:iugs dcr Axe beweglicheu ferromagnetischen Kijrper in gewisseii Lagen abstorsen uud etwas weiterhin anaiehen, weil daselbst in diesern Falle ganz ~hiil iche Ver- auderiingeii iii cler Kraft vorkoinuien wiirden, wie sic i i i

Versuch 2 .in IJezug auf die Putlkte der Reweguugsliuiu der Kugel erliiutert siiid.

Die auffallendsten Versnche, welche Hr. P 1 ii c k e r zur Stutzc seiner Hypothese niifuhrt , dnk , bci Zunahine der magiietisireiiden KraIt, der I~iainsg~ietismus rasclier wnchsc als der Magnetisiniis, sind die, i u melchcn die arif eiiieii kleiuen iiiductiv inagnetisirten Kdrper in coiistanter Lnge susgeubtc Graft bci verschiedeiicn StIrken eiurs iii it l

dcsselbeii Elcktromaguets gcpruft wird, iiidcin er letztcreii durcli eiuc grafsere odcr geriugere Zahl von Eleineiiten der Balterie errcgt. In der letzten Versaminlung der Hrittisclien Naturforscher, zii Edinburg, wagte ich die VermuthuoF, dafs mit der Erhohung oder Schwachung der Starke des gaba- nischen S trom eine Aendening in der Vertheiltcng der Mug- netkraft in der Nahe des Magnets eingetreten sey und diese Bur Hervorbriagung einiger der beohachteten sonderbaren Erscheinunyen beigetragen habe ; und dafs i.n der Verthei- lung der Kraft in der Nahe eines Elektromagnet mit wei- chem Eisenkern irn Zustande intensiver Magnetisirung eine betrachtliche Aenderung eintritt, wenn a. B. die Starke des Stroms verdoppelt wird, scheint ungemein wahrscheinlich, wenn man emagt , dars ein Stuck weiches Ehen irn Zu- stande intensiver Magnetisirung vermuthlich einer neuen Magnetisirung nicht so suganglich ist als der ersten im un- mugnetischen Zustand. Bei dcrsclbeu Gelegeiiheit benicrkte i d i , dafs eitiige Versnrlio, wclchc Hr. J o u l e im Zusaiil-

22.

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lneuliaugc uiit seiticn Uutersuchuugcn iiber die durcli mag- uetischcn Eioflut bewirkten Aendcrungen der Diineiisioneu V O I ~ Eiseustiiben augestellt hat, auf einc Abnalrmc clcr Verthei1uiigsf;ibigkeit im Zustande iiitciisiver Magaetisiruiig liiuzudeuten scheiueu I). Zu jeucr Zeit katiiilc icli nocli nicbt die neueren Versuche vou G a r t e u li a us c r und M ii 11 e r iiber die Magnetisiriiiig des weicheu Eiscns, alleio seitdem babe ich in P o g g e n d o r f f ’ s Anualeo 1850 No. 3. (erschienen im April) einen Rericht von diesen Unfersu- chringen gesehen, welche den zweiteu Theil meiner Muth- inafsung vollkommen bestiitigen. Ob inclefs die Verthei- luug der Kraft von der Ar t sey, dafs sie die voii Hrn. P lii c k e r ziir Stiitze eeiner Folgeruug angefiibrten Erschei- nuugen erkliire, IaLt sich ohne vollstiindige Keiintuifs der UiustBude nicht beurtheileu. Eiu Experinsenturn crucis liebe sicli inittelst eines Elektromagnets ohne Eisenbern anstellen.

In eiuer Bviehuug erhalten P l t i cke r ’ s Ausichteu eiue merkwurdige Bestiitigung durch J o u l e ’ s und durch G a r t e u h a u s e r uud Mi i l le r ’ s Versuche, iveiin es wahr ist, dafs eine homogeue diamapetische Substauz geuau der inaguetisirenden Kraft proportional maguctisirbar ist, oder von dieser ProportioualitSt weniger abweicht als das weiche Eisen. Denn macht mail eiu Gemiscli BUS einer tlinmagneti- scheu Substanz (gepulvert oder uicht) und eiiier lufserst kleiuen gleichm%faig vertbeilten Meuge von weicheiu sehr fein gepiilverlem oder gefeilteur Eisen, so wtirde eine kleiuc Kugel davon, als Ganzes, durch eiue schwach mngnetisi- rende Kraft gleicb einer ferromaguetischeu Substanz njague- tisirt und von Orten scbwkherer Kraft zu Orteii st:‘ tar k erer getrieben werden. Wenu mau n u n die magoetisirende Kraft langsam verstiirkte, wiirde JB das resultireude lniiguetischc Mo- ment (t des geinischteo KOrpers erstlich wachseu, daou, nach Erreichung eiues Maximums, bis Nd1 abuehinen, uud uuu ,rnegativn werden, d. b. die Kugel als Gauzes wiirde gleich einer diamagiietischeu Substanz maguetisirt uud von Orteu

23.

1) Phil. Mug. 1847. Annals, 1840 Aug.

YuL. X X X . p. 76 225., aueh S t u r g e o n ’ s

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stiirkerer Kraft zu Orteu scliwacherer getriebei: werden. Diefs ist es, weun ich nicht irre, was Hr. P l u c k e r von eineiu soliden Geinische angeinessener ferromagnetischer und diamaguetisclier Substauzen erwartet; alleiu bloke Ver- suche mit weicbein Eiseii, wie die voii J o u l e , von G a r - t e n 1: a u s e r uud Mu I 1 e r , machen es uicht wabrscheiulich, dafs eine homogene schwach ferroiiiaguetische Substanz, die keiu oder nur wenig uud zwar chemisch gebundenes Eiseii entlialt, durch die schwache Magnetisirung, welche selbst die starkste Magnetkraft auf sie ausubt , minder empfaug- lich fur eine neue Magnetisiruug werde. Wenn indeb Hrn. P 1 ii c k e r' s Versuche zuletzt als entscheidend angesehen werden (was sie , glaube ich , sicher miisseu, wenn tlieje- nigen, bei welchen die Lage der Substanz niclit verandert wiirde, sich bei einem reinen Elektromagnet bestatigen), so wiirde fesigestellt seyu, dafs die Fahigkeit einer Liisuiig vom (ferromagnetischen) Eisenvitriol,.' ) im (diainagneti- schen ) Wasser zur magnetischen Vertheiluug (Induction) mit Verstarkung der magnetisirenden Kraft abnimint , bei einer gewissen Starke Null wird und darauf negativ, so dafs die Fliissigkeit , als Ganzes , bei gr6fserer Kraft dia- magnetisch seyn wiirde.

1 ) Ich setze voraus, d a t der Eisenvitriol sich im Zustancle vollkornmner LBsung belinde, wie es bei geringem Ueberschufs an Sjure. der Fall ist. WSre die Fliissigkeit , in Folge von ausgeseliiedrnem Eisenoxyd, triibe, so macliten die von Hm. P liicker beobachteten Ersclieinungcn sich erklSren lasscn wie die be; einem starren Kikper, der gepiilvertes weiches Eisen in seiner Masse vertheilt enth5lt.