XXVIII. Weitere Mittheilungen über den galvanischen Lichtbogen und seine Wirkung auf die Kohle; von Despretz. Im Auszug aus den Comptes rendus, 1850, 1er semest. Nr. 13. Despretz, über den galvanischen Lichtbogen und seine Wirkung auf die Kohle. In meinen früheren MittheilungenPolytechn. Journal Bd. CXIV S. 342; Bd. CXV S. 203 und 271. zeigte ich, daß alle Körper schmelzbar und flüchtig sind. Ich sollte nun die Abstufungen in der Schmelzbarkeit der bisher für unschmelzbar gehaltenen Körper und wo möglich auch die Temperaturen, bei welchen sie schmelzen, folgen lassen. Es ist aber nicht rathsam, ohne Unterbrechung mit so starken Lichtern, wie dem Feuer der galvanischen Säule, dem Focus ringförmiger Linsen und selbst des Löthrohrs zu arbeiten; bis zur Wiederaufnahme dieser Versuche beschäftigte ich mich daher mit Untersuchungen über das Hauptagens meiner früheren Experimente, dem galvanischen Lichtbogen und stellte auch einige neue Versuche mit der Kohle an. Ich brachte die Bunsen'sche Batterie von 600 Elementen mit der Munke'schen mit großen Elementen zugleich in Anwendung. Letztere, von Hrn. Ruhmkorff construirt, besteht aus drei Theilen: jeder Theil enthält 45 Elemente von 35 Zentimeter Höhe und 50 Zentimeter Breite. Das Zink ist amalgamirt, und die Platten sind 3 Millimeter von einander entfernt. Wenn diese Batterie so angeordnet wird, daß die drei Zinkenden mittelst einer breiten und dicken Kupferplatte, und die drei entgegengesetzten Enden ebenso vereinigt sind, hat sie beiläufig die Intensität der Säule von 600 Bunsen'schen Elementen, die in 24 Reihen, jede von 25 Elementen, Pol mit Pol vereinigt, angeordnet sind. Eine Kohlenplatte, welche so angebracht wird, daß sie jeden der Ströme in umgekehrtem Sinne empfängt, erhitzt sich kaum. Jede dieser drei Abtheilungen wird in einen Trog getaucht, der zum Theil mit Wasser gefüllt ist, welchem 1/40 Salpetersäure und 1/40 Schwefelsäure zugesetzt wurde. Die Kraft dieser Batterie ist sehr bedeutend, aber von kurzer Dauer, so daß, wenn man jede der drei Abtheilungen nacheinander in ihren Trog brächte, die Kraft der beiden ersten beim Eintauchen der dritten schon auffallend geschwächt wäre, was an der Kohlenplatte, durch welche der Strom geht, leicht wahrzunehmen ist; dieselbe wird beim Eintauchen der ersten Abtheilung weißglühend und beim Eintauchen der zweiten Abtheilung schon blasser. Um die ganze Kraft der Vorrichtung zu benützen, setzt man jede Batterie auf ein Brett über ihren Trog; man bringt alle Leiter an; zwei Personen stehen an jeder Batterie, zwei andere halten die Leitungsdrähte, eine Person zieht die Bretter in einem verabredeten Augenblicke hinweg, eine letzte richtet das Licht. Im ganzen sind also zehn Personen erforderlich, um diesen Versuch gehörig anzustellen. Solche Batterien, die aber keine so umständliche Behandlung erheischen, werden in mehreren Anstalten zu Paris angewandt; sie bestehen aus 50 bis 60 Elementen, die durch eine einzige Querstange verbunden sind, und haben kein großes Gewicht. Einige, die Umwandlung der Kohle in Graphit betreffende Versuche will ich hier ausführlich mittheilen. Man bediente sich zu denselben der beiden erwähnten Batterien; die Munke'sche Batterie hatte ihre 135 Elemente auf angegebene Weise vereinigt; die Bunsen'sche war in sechs Reihen von je 100 Elementen aufgestellt. Die beiden positiven Pole waren mit einer 1 Centim. dicken, 4 Centim. breiten und 6 Cent. langen Platte von Kandiszuckerkohle verbunden. Das Kohlenstäbchen, in welches sich die beiden negativen Pole endigten, wurde über diese Platte gehalten. In wenigen Minuten erzeugte sich eine ziemlich tiefe Höhlung in der Platte, wovon ein Theil mit einem dünnen Blättchen geschmolzener und gespaltener Kohle von mehr als 1 Centimeter Durchmesser bedeckt war. Dieses Blättchen war von schwärzlich grauer Farbe und wurde, mit einem Papierstreifen sanft gerieben, augenblicklich glänzend wie der ächte Graphit. Die HHrn. Balard, Quatrefage, Barruel, Bary und Lefebvre erklärten die Bildung dieses Blättchens ohne Anstand als einen neuen Beweis für die Schmelzbarkeit der Kohle. Ich finde es nothwendig, diese gelehrten Zeugen meiner schlagenden Versuche, deren Wiederholung mit so großer Mühe und so vielen Umständen verknüpft ist, anzuführen. Die Verflüchtigung der Kohle vermittelst des directen Durchgangs des Stroms durch ein nadelförmiges Kohlenstäbchen gelingt nur, wenn sich die Batterie im besten Zustand befindet. Nach mehrmaligem Mißlingen, einmal weil die Salpetersäure nur 30° Baumé stark war, ein anderesmal wegen Ableitung des Stroms aus den durch einen ziemlich langen Hof gehenden Leitungen, ist mir der Versuch, nachdem ich ihn so anstellte als wollte ich das elektrische Licht im luftleeren Raume zeigen, vollkommen gelungen. Die Glocke füllte sich fast augenblicklich mit schwarzen Kohlendämpfen und die Ablagerung fand an den Wänden statt, welche wie bei allen frühern, mit demselben Apparat angestellten ähnlichen Versuchen, zersprangen. Dieser Apparat ist, wie schon gesagt, zu eng. Auch folgende Erscheinung dürfte Interesse gewähren. Nadelförmige Stäbchen aus Retortenkohle verwandeln sich am Feuer der Emailleurlampe in einigen Minuten in Graphit. Uebrigens ist bekannt, daß diese Kohle in den Retorten, worin sie erzeugt wird, unter manchen Umständen vollkommen in Graphit verwandelt wird. Wahrscheinlich würde in längerer Zeit dieselbe Verwandlung sogar bei noch niedrigerer Temperatur als derjenigen der Gasretorten erfolgen. Ich gehe nun zum galvanischen Lichtbogen über, ein Gegenstand, mit welchem sich Davy, Brand, Gassiot und Grove in England, Bunsen und Casselmann in Deutschland, Fizeau und Foucault in Paris, de la Rive in Genf, Matteucci in Pisa u.a. schon beschäftigt haben. Folgende Vorkehrungen habe ich mit der Batterie und hinsichtlich der Richtung und Stellung der Pole behufs dieser Versuche getroffen. Unter Länge des Bogens verstehe ich hier den Abstand zwischen den Kohlenspitzen im Augenblick des Erlöschens in Folge der allmählichen Trennung der Kohlen. Es ist dieß meines Erachtens die wahre Länge, und derjenige Theil der Flamme, welcher, wenn die Kohlen vertical gestellt sind, manchmal die obere Zange und obere Kohle über 5–6 Centimeter Länge bedeckt, ist nicht dazu zu rechnen. Ich messe diesen Abstand, wenn die Verbindung zwischen der Batterie und den Kohlen unterbrochen ist, bis auf 1/4 Millimeter mittelst eines Zirkels mit feinen Spitzen. Alle Versuche wurden bei gewöhnlichem Druck in einem viereckigen Kasten von 80 Centimeter Seitenlänge angestellt; anfangs geschah es in freier Luft; da der Bogen aber durch den Luftzug oft gebrochen wurde, so schloß ich später, um dieß zu vermeiden, die Kohlen in den erwähnten Kasten ein. Zwei isolirte Kupferstängchen von etwa 1 Centimeter Durchmesser werden in diesem Kasten angebracht, das eine fest, das andere mittelst einer Zahnstange beweglich. Wenn die Richtung der Kohlen vertical ist, so ist das obere Stängchen fest und kann sich weder auf- noch abwärts bewegen, wohl aber sich in einer Nuß drehen, was durchaus nöthig ist, um die Kohlenspitzen leicht in Berührung zu bringen. Man bringt diesen Kasten in die Nähe von zum Theil mit Quecksilber gefüllten Gefäßen, in welche die Enden der dicken Leiter der Batterie tauchen. Die Stängchen des Apparats setzt man mit diesen Gefäßen durch biegsame, aus 12 Kupferblechen bestehende Bündel in Verbindung. Alle Leiter zusammen repräsentiren nicht den hundertsten Theil des Widerstands der kleinsten Batterie (von 25 Elementen), welche ich zu diesen Versuchen benutzte. Ich bin also der Reductionsberechnungen überhoben. An der einen Seite des Kastens befindet sich eine Thür, um die Kohlen befestigen und reinigen zu können; an einer andern Seite ist ein blaues Glas, durch welches man den Lichtbogen beobachtet, während man die Kohlen vermittelst der Zahnstange von einander entfernt; kein Leiter berührt das Holz unmittelbar. Ich habe die Kohlen vertical und horizontal, parallel und Perpendiculär zum magnetischen Meridian angebracht. Wir wollen zuerst von den verticalen Kohlen sprechen. Das elektrische Licht ist im Augenblick, wo der Bogen entsteht, lebhaft, weiß, gleichförmig. Das Licht nimmt in dem Maaße ab, als sich die Spitzen weiter von einander entfernen, und wenn diese Entfernung eine gewisse Anzahl Millimeter erreicht, so scheint der Bogen oder Lichtbündel aus einem von der untern Spitze ausgehenden weißlichen Streifen zu bestehen, welcher gerade zu der obern Spitze emporsteigt; ferner aus zwei den Mittlern Streifen umgebenden, minder glänzenden Streifen, endlich aus zwei äußern Streifen von der Farbe des Mittlern. Wenn ein Luftstrom auf den wie eine Flamme aussehenden Bogen störend einwirkt, so entfernt sich der obere Theil manchmal ganz von der Kohle; es muß aber immer ein wenig sichtbarer Strom zurückbleiben, welcher die Verbindung unterhält. Nur zu oft tritt jedoch der Fall ein, daß der Bogen plötzlich erlischt, besonders wenn er sich 2 Decimetern nähert. Ist der negative Pol unten, so bemerkt man auf demselben einen einzigen glänzenden Punkt am Ende, welcher sich bisweilen zu verrücken scheint. Wenn hingegen der positive Pol unten ist, so ist die immer als zuunterst befindlich vorausgesetzte Spitze glänzender und zwar in einer etwas größern Ausdehnung. Dieser Unterschied ist noch nach dem Erlöschen zu bemerken. Da das obere Stäbchen von der Flamme umgeben ist, so muß es mehr Glanz haben und hat ihn auch in größerer Ausdehnung, welches die Richtung des Stroms auch seyn mag. Wenn die Kohlen horizontal angebracht sind, so ist immer der positive Pol der glänzendere, wie schon von mehreren Experimentatoren beobachtet wurde. Ich gehe hier nicht auf die Frage ein, ob das Licht vom negativen Pol ausgeht, welche Dr. Neef in einer neueren Arbeit erörterte, sondern ich berichte nur über meine Messungen des galvanischen Bozens unter verschiedenen mir wichtig erscheinenden Umständen. Die Richtung der Kohlen vertical vorausgesetzt, habe ich folgende Resultate erhalten: 1) bei einer Batterie mit hintereinander vereinigten Elementen nimmt die Länge des Bogens mehr als proportional der Anzahl der Elemente zu; 2) die Zunahme ist bei kleinen Bögen rascher als bei großen. So ist der von 100 Elementen erzeugte Bogen beinahe 4mal so groß als derjenige von 50; derjenige von 200 aber nicht 3mal so groß als derjenige von 100; derjenige von 600 ist 7 bis 8mal so groß als derjenige von 100. Der positive Pol ist hier als oben vorausgesetzt; ich erhielt in diesem Fall Bögen bis zu 2 Centimetern mit der Batterie aus 600 hinter einander vereinigten Elementen. 3) Wenn die Batterie aber so angeordnet wird, daß die gleichnamigen Pole vereinigt sind, so wächst die Länge des Bogens weniger als proportional der Anzahl der Säulen. Wenn z.B. der Bogen von 100 Elementen 25,2 Millimeter beträgt, so mißt er bei 600, in sechs parallelen Reihen von je 100 aufgestellten Elementen, nur 69,2 Millimet., während die 600 Elemente, hinter einander zur Säule vereinigt, einen Bogen von 183,5 Millimeter geben. Ich habe 25 Elementen nacheinander immer weitere 25 Elemente beigefügt, bis 24 solche Batterien zu einer einzigen Säule vereinigt waren. Mein Verfahren gestattet nicht den 25 Elementen entsprechenden Bogen zu messen, weil er sogleich nach seiner Bildung wieder erlischt. Auch für zweimal 25 ist der Abstand der Kohlen noch unmeßbar, obwohl die Flamme mehrere Centimeter hoch an der obern Kohle hinaussteigt. Bei dreimal 25 ist der Bogen ungefähr 1 Millimeter lang; bei 24mal 25 erreichte diese Länge 11,5 Millimeter. 4) Wenn der positive Pol unten ist, so ist der Bogen nicht so lang. Eine aus 600 Elementen bestehende Batterie, die in sechs parallelen Reihen von je 100 vereinigt sind, gibt, wenn der positive Pol oben ist, einen Bogen von 74 Millimeter, und wenn er unten ist, nur von 56 Millimeter. 5) Wenn die Kohlen in horizontaler Linie stehen, muß der Bogen nothwendig schneller brechen. Hier ist die mit vereinigten gleichnamigen Polen angeordnete Batterie m Vortheil; sechs Reihen von je 100 Elementen z.B., parallel angeordnet, geben einen Bogen von 40,5 Millimeter; hinter einander vereinigt geben sie nur einen Bogen von 27,6 Millimet. Bei dieser Stellung der Kohlen erhält man einen wahrhaften Bogen. Das Licht geht anfangs direct in gerader Linie über; hierauf bildet sich unterhalb und oberhalb der Kohlenlinie ein dunkler leerer Raum, und das Licht endigt am untern Theil mit einem kreisförmigen Bogen. Je mehr man die Kohlen auseinander bringt, desto mehr erhebt sich diese Art von Wölbung und nimmt sehr bald die Form eines spitzen Winkels an; alsdann bricht der Bogen oder ist doch am Punkt zu brechen. Während der Dauer des Versuchs steigt die Flamme je nach der Stärke der Batterie eine gewisse Anzahl Centimeter über die Wölbung in Form eines Kegels mit oben befindlicher Spitze. 6) In einer zum magnetischen Meridian senkrechten Ebene ist der Bogen größer, wenn der positive Pol sich östlich befindet als wenn westlich. Bei 100 Elementen sind die Zahlen 13,4 und 11,35 Millim.; bei 200 Elementen, in zwei Reihen von je 100 angeordnet, steigen diese Zahlen auf 20,8 und 16,5 Millimeter. Folglich erhöht oder vermindert der als von Osten nach Westen gehend angenommene Erdstrom die Stärke des Stroms der Batterie, je nach dem Sinn der Richtung dieses letztern.