DIE NATURWISSENSCHAFTEN

Ftinfzehnter Jahrgang

2 5. Februar I927

Heft 8

0ber die Wiederholung des Harress-Sagnacschen Versuches V o n B . POG.6.NY, Budapest.

O. K~oPF hat hier vor einigen Jahren (Naturwissenschaften 8, 815. 192o) fiber die Versuche yon F. HARRESS betreffend die Geschwindigkeit des Lichtes in bewegten K6rpern berichtet. Dem aus dem J~hre 1911 stammenden Versuch yon HARRESS nahe verwandt ist derjenige yon SAGNAC (1914)!). Der Unterschied zwischen beiden Versuehen besteht darin, dab sich bei HAm~Ess das Licht in GIas, bei S.*~GNACin Luft fortpflanzt. Beiden Anordnungen gemeinsam ist das rotierende Interferometer, das bei HARR]~SS aus einem Prismenpolygon, bei SAGNACaus einem Spiegelpolygon besteht. Die Theorie beider Versnche wurde auf Grund einer Notiz EINSTEINS2) von V. LAV~3) im Zusammenhange mit derjenigen des bekannten FIZEAUschen und ZE~MANschen Versuches dargestellt.
Das theoretische Ergebnis ist ~iugerst einfach. Auf der Peripherie eines geschlossenen Polygons, das in einem mit der Erde verbundenen Koordinatensystem ruht, laufe in einem betiebigen Medium yon zwei koh~renten Lichtbiindeln, das eine in der einen, das andere in der entgegengesetzten I~[ichtung herum. Nachdem beide Bfindel diesen geschlossenen Lichtweg einmaI durchlaufen haben, werden sie zur Interferenz gebracht. Die so entstehende Lage der Interferenzstreifen in bezug auf ein Fadenkreuz nennen wir die Nullage. Rotiert nun das Polygon um eine Achse, die vom Lichtweg umschlossen wird, mit der WinkeIgeschwindigkeit ~o und bezeichnen wit die Fl~iche der Projektion des Polygons anf die zur Drehachse senkrechte Ebene mit ~, so verschieben sich w~hrend der Rotation die Interferenzstreifen relativ zur Nullage um den in Streifenbreiten gemessenen Betrag:

A = 4 ~o/~
•~C "

(I)

wo )~die im Vakuum genlessene Lichtwellenlitnge,

c die Lichtgeschwindigkeit bedeutet.

Bezfiglich des Znsammenhanges mit dem

FIZEivschen und ZEEM&NSchen Versuch sei kurz

I01gendes bemerkt: Bezeichnet man die Fort-

pflanzungsgeschwindigkeit des Lichtes in einem

Medium vom Brechungsindex n, das in einem

Koordinatensystem K ruht in bezug auf eben

dieses System mit V und bewegt sich nun das

Medium in bezug auf K mit der Geschwindigkeit q,

so ist im allgemeinen die Fortpflanzungsgesch~vin-

digkeit des Lichtes im bewegten Medium bezoggn

auf K:

V+q.a,

x) G. SAo~Ac, Journ. de Phys. (5) 4, ~77- 1914. e) A, Einstein, Astron. Nachr. I98, 377 und I99, IO. 1914. a)-M. 7¢o-~L~-uE, Ann. d. Physik 62; 448. I92O.

wo a den FRESNELschen Mitffihrungskoeffizienten bedeutet. Dieser ergibt sich nun verschieden, je nach der Art, wie das Licht in das bewegte Medium eintritt. Beim FIZEAIJschen Versuch mit der str6menden Fliissigkeit, wo das Licht durch eine ruhende und zur Bewegungsrichtung des Mediums sen~:rechte Ft~che eintritt, ist

I a= 1-- n2

;~ d n n d), '

wo ). die Lichtwellenl~nge bedeutet. Beim ZEE~iANschen Versuch mit dem geradlinig gteichf6rmig bewegten Prisma tritt das Licht dutch eine mitbewegte, zur Bewegungsrichtung aenkrechte Fl~che in den K6rper, da ist

I

I dn

n ~ n 2 d2

und schlieBIich beim HARREss-SAGNAcschen Vetsuch, wo das Licht dutch eine mitbewegte, zur Bewegungsrichtung parallele Flfi~che in das bewegte Medium tritt, ist
I ~,~2 "
Daft beim letzteren Versuch das Medium sich nicht geradlinig bewegt, s0ndern rofiert, ist kein wesentlicher Untersehied, da die in Betracht kommenden Beschleunigungen, wie W. WIEN durch eine einfache, sich- auf das )i.quivalenzprinzip sttitzende LYberlegung zeigte, auf die Geschwindigkeit des Lichtes im bewegten K6rper ohne EinfluB sein mfissen. Bemerkenswert an der Formel (I) ist, dab der Brechungsindex darin gar nicht vorkommt, die Streifenverschiebung also bei sonst gleichen Verh~iltnissen sowohl bei der HARRESSschen Anordnung, wobei sich das Licht in Glas, wie bei der SAaNAcschen, wobei es sich in Luft fortpflanzt, dieselbe sein muB.
Bei den messenden Versuchen konnte I-IARRESS mit seinem Apparat eine Winkelgeschwindigkeit yon etwa 75° Tonren pro Minute erreichen; dabei ergab sich etwa A = o,2, also verschoben sich die Streifen bei Linksdrehung gegenfiber ihrer Lage bei einer Rechtsdrehung u m etwa 2 A = o, 4. Bei gr6Beren .Tourenzahlen wurdeu die Interferenzen nnscharf und verschwanden schlieBlich ganz. Die einzelnen Messungen von A. zeigen nntereinander Abweichungen yon Io bis 18%. HARRESS hat mit farbigen Gl~isern filtriertes Bogenlicht benii~czt. Streng monochr0matisches Licht -- etwa der Quarz-Hg-Bogenlampe -- konnte er nicht gebrauchen, denu die Interferenzerscheihung wurde dann zu lichtschwach.. Um das zu erlautern und um nachher die Gesichtspunkte, die bei der Neukonstruktion des HAma~sssclleu-

Nw. ~9~7

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POG£NY: ~ber die ~Viederholung des HARREss-SAGNAcschen Versuches.

[ Die Natur[wissenschaften

Apparates berficksichfigt wurden, klar hervortreten zu lassen, muB ich mit einigen Worten auf den ursprfinglichen Apparat yon HARRESS eingehen. Der horizontale GrundriB des Apparates ist in Fig. i zu sehen. Das Licht lief in den Prismen
Li 2--
Fig. I. Grundril] des ursprflnglichen HARR~-SSschen Appara~es.
P1 - - P10 herum. Die Einffihrung des Lichtes und die Trennung in zwei koh~rente Bfindel geschah im mittleren Prismenk6rper, das, in der Richtung der Pfeile a und b betrachtet, in Figg. 2a und 2b zu sehen ist. Die Einstellung der Interferenzen bzw. die Regulierung yon deren Breite und Oftentierung geschah dutch das Justierprisma P, (Fig. 2a), das mit Hilfe dreier Schrauben um einen Punkt dreh-
Fig. 2. AufriB des mittleren Prismenk6rpers im HARRESsschen Apparat.
bar war. Das Licht trat.w/ihrend einer Umdrehung bloB in zwei Azimuten des Apparates, in der Richt u n g der Pfeile b und b" (Fig. i) horizontal in den Apparat ein. Nachdem die beiden koharenten Bfindel den Weg im Prismenkranz einmal zurfickgelegt haben, wurden sie an der halbdurchl~Ssigen Silberschicht ] (Fig. 2a) wieder vereinigt und vertieBen sodann in Richtung der Drehachse den Apparat, urn in die photographische Kamera zu

gelangen. Die 0ffnung des Apparates war etwa 1/4 Grad. W/ihrend einer Umdrehung yon T Sek. Dauer fiel also n u r w~hrend 1/7~0Sek. Licht durch den Apparat auf die photographische Kamera. Das bedingte die Lichtschw~che der Interferenzen.
SAGNAC arbeitete mit einer maximalen Geschwindigkeit yon x20 Touren pro Minute, wobei etwa 2 A = 0,o7 war. Die Beurteflung der MeSgenauigkeit yon SAGNACist schwer, denn es sind bloB die Resultate von vier Messungen mitgeteilt. Jedenfalls rotierte der Apparat so langsam, daB der Effekt an und fiir sich klein war. Er benfitzte das weiBe Licht einer kleinen Gtfihlampe. Die Bestimmung der in die Formel (i) eingehenden Wellenl~nge geschah durch Vergleichung der Streifenbreiten des bei ruhendem Apparat mit der Glfihlampe und mit einer Hg-Linie gewonnenen Interferenzen. ~ber die Stabilit/~t seines Apparates /~uBert sich SAG~ACin dem Abschnitt: ,,Pr6cautions
prendre" wie folgt: ,,Cette orientation (der bewegten Interferenzstreifen) diffSre de l'orientation relative au repos et on a trouv6 utile de d6r6gler d'avance 16g&rement . . . . de fa~on que les franges soient un peu inclin6es dans le sens convenable quand le plateau est au repos. Les franges se redressent quand Ie plateau tourne et deviennent verticales pour une fr6quence convenable."
Bei der SAGNAcschen Anordnung hat sowohl die Lichtquelle, eine kleine Glfihbirne, als auch die Kamera an der Rotation teilgenommen.
Da sowohl die Genauigkeit der HARRESsschen, wie der SAGNAcschen Messungen zu wiinschen fibrig lieB und die Hoffnung bestand, dab sich dieselbe steigern l~t3t, wurde yon den Herren M. voN LAVE und M. WIEN eine Wiederholung des Versuches angeregt. Die Mittel dazu wurden tells yon der Notgemeinschaft, im wesentlichen aber yon der Firma ZeiB bereitgestellt, die Apparate wurden im ZeiBwerk in Jena gebaut und der Versuch daselbst ausgeffihrt.
Bei der Wiederholung des HARRESsschen Versuches trachtete ich nun danach, bei unver~nderter Interferometerfl/iche die Drehgeschwindigkeit so weir zu steigern, dab 2 A nahezu I werde. Dazu braucht m a n bei dem HARRESSsChen Apparat etwa I6oo Touren pro Minute. Nun verschwanden aber nach HARRESS' Beobachtung die Interferenzen oberhalb 75o Touren pro Minute. Daffir konnten zun~chst zwei Grfinde verantwortlich gemacht werden; erstens die bei h6heren Tourenzahlen eintretenden Erschfitterungen des Apparates, an denen die photographische Kamera nicht teilnahm, und zweitens dutch die Zentrifugalkraft bewirkte Verlagerungen der das Licht reflektierenden Prismen. Um diese Grfinde auszuschalten, wurde der Vorschlag gemacht, den Apparat mit ,,fliegender VCelle" zu bauen und das Inhere m i t einer Flfissigkeit auszuffillen, deren Dichte identisch ist mit derjenigen der Prismen, wodurch die Zentrifugalkr~fte ausgeschaltet werden. Die kritische Tourenzahl der fliegenden \¥elle muB natfirlich welt unterhalb der zu erreichenden Geschwindigkeit yon

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16oo Touren pro Minute Iiegen. Gleiehzeitig wollte ich monochromatisches Licht anweiiden. Da eine Quarz-Hg-Bogenlampe in den Apparat wohl nieht gut eingebaut werden kann, habe ich die Anordnung so gew~thlt, dab die Lichtquelle ruht und das Licht l~ngs der Drehachse, also dauernd in den Apparat eintritt, die photographische Kamera dagegen, wie bei SAGNAC, an der Rotation teilnimmt. Die Interferometeroptik war zunAchst identisch mit derjenigen des HARRESSschen Apparates. Die photographische Kamera wurde oben angebaut (Fig. 3). Das parallele Licht trat parallel der Drehachse l~ngs der punktierten Linie in den Apparat. Die Interferenzen entstanden in der Brennebene F des Tessars T. Daselbst war eine Glasplatte mit eingeritzten Mel3marken angebraeht. Die Interferenzen wurden dann samt den Mel3marken durch das Mikroplanar M (Brennweite 2 cm) auf die photogra-

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Fig. 3. AuffiB der Optik des ersten Apparates.
phische Platte L abgebildet. Wegen der Flfissigkeitsffillung fiet die totale Reflexion an den AuBenfl~chen der Prismen P 1 - P10 (Fig. I) weg niid man mul3te deshalb diese Fl~eheii versilbern. Die zur Ffillung verwendete Flfissigkeit durfte diese Versilberung und die innere Wand des aus SiemensMartinstahl bestehenden Apparates, sowie die im Innern befindlichen Aluminiumteilenicht angreifen, muBte durchsichtig sein und die Dichte 3,2 haben. Von chemischer-Seite wurde mir eille w~sserige L6snng yon Cadmium-Boro-Wolframat empfohlen. Sie erwies sich jedocl~ Ms unbrauehbax, denn gleich nach der EinfNlung" quoll sie dutch das Ffilloch wieder heraus. Es entwickelten sich im Apparat scheinbar Gase, die die Flttssigkeit wieder herausclr~ngten. Die Flfissigkeit muBte daher entfernt werden. Die Prismeii wurden nun dutch Vermittlung yon Gummipfropfen mit krMtigen Schrauben an die Aul3enwand gepreBt und der Apparat so in Gebrauch genommen. Der Apparat wog etwa 8o kg und wurde auf eine 16 mm dicke, vertikale

Achse aufgelegt, welche ungef~hr 5° cm tiber die oberste Ffihrung herausragte. An das untere Ende der Welle war die Turbine befesfigt. Der ganze Appa*at wurde in einen 13etoiiklotz yon etwa 4 Tonnen eingebaut nnd war im Kellerraum des ,,Wolkenkratzers" der ZeiBwerke uiitergebracht. In der obersten Etage befaiid sieh der Wasserbeh~lter. Der Wasserdruck betrug iron Kellerraum etwa 41/8 Atmosph~ren. Zur Messung der Drehgeschwindigkeit wnrde auf einen Chronographenstreifen einerseits jede hundertste Umdrehung des Apparates, andererseits die Sekundeiisignale der Steriizeituhr der ZeiB-Sternwarte registriert. Die kritisehe Tourenzahl des Apparates betrug etwa 60o pro Minute. Mit I6oo Touren pro Minute rotierte der Apparat tadellos, jedoch beim Dutchgang durch die kritische Tourenzahl erlitt er derartige Erschfitterungen, dab die Optik zugrunde ging. Um das zu vermeiden, versuchte ich, start der Glasprismen StahIspiegel einzubauen. Der ffir Spiegel besonders geeignete Kruppsche Spezialstahl konnte damals nicht besehafft werden. Es wurde also versucht, die Spiegel aus SiemensMartinstahl herznstellen. Leider gelang es nicht, im F o r m a t 4 × 12 cm wirklich ebene Spiegel yon mindestens I5oo m Brennweite herzustellen. Die Spiegel hatteii in verschiedenen Azimuten verschiedene und erheblich Meinere Brennweiten, die Interferenzen waren bei den groBen Einfallswinkeln unscharf und verschwommen.
Ich muBte deshalb zu den Glasprismen zurfickkehren und den Apparat unten niid oben mit einer starren Drehachse versehen. Die obere Achse wurde zweeks Einfiihrung des Lichtes durchbohrt. Gleiehzeitig erhielt die photographische Kamera eine flachere Form, indem der Lichtweg desselben vermittelst Prismen um die obere Achse gewickelt wurde. Eine weitere Verbesserung betraI die Justieranordnung des Interferometers. Die Einstellung der Interferenzen geschah bislang durch das Prisma P~. Die Fixierung der Lage dieses Prismas mit Hilfe dreier Schraubeii schien unsicher zu sein. Das Prisma P, wurde deshalb mit dem mittleren Prismenk6rper ein- flit allemal fest zusammengebaut uiid zur Einstelluiig der Interferenzen eine andere Anordnung in den Lichtweg eingeschaltet. Diese Anordnung bestaiid aiis zwei kreisf6rmigen Glaskeilen yon 4 cm Durchmesser und 3° Keilwinket. Die Aiiordnung wurde bei U (s. Fig. I) in den Lichtweg eingeschaltet und so montiert, dab jeder Keil flit sieh um den LichtstrahI Ms Achse drehbar und in beliebiger Lage zu befestigen war. Man konnte also den Keilwinkel yon o bis 6° kontinuierlich ver~ndern und die dickste Stelle des Keiles in ein beliebiges Azimut um den Strahl bringen. Man konnte dadutch ]3reite und Orientieruiig der Interferenzen nach Belieben ver~iidern. Da die Strahlrichtung an der Stetle 6* der Zentrifugalkraft parallel ist, so erfolgt die Drehbewegung, dutch welche die Streifenbreite und die Streifenrichtung eingestellt werden, in einer zur ZentrifugMkraft senkrechten

15"

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POGAN¥: Ober die Wiederholung des HAR~Ess-SAGNAcschen Versuches.

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[wissenschaften

l?;bene. Die Zentrifugalkraft kann also im Sinne dieser Drehung kein Drehmoment ausiiben. An der Wand der photographisehen Kamera wurde ein Loch yon etwa i cm Durchmesser gebohrt; durch dieses Loch konnte das Licht, das sonst auf die Platte tiM, mittels eines, zwischen dem Tessar und dessen Brennebene angebrachten Prismas aus dem Apparat herausgefiihrt werden. Waren die Interferenzen parallel der Drehebene orientiert, so konnten sie durch dieses Loch mit einem auf die ]3rennebene des Tessars eingestellten Fernrohr auch wghrend der Rotation betrachtet werden. Wurden die Interferenzen durch dieses Loch visuell betrachtet, so konnte man bei 65o bis 7oo Touren pro Minute das Verschwinden der Interferenzen beobachten. Bei derartiger visueller Betrachtung mtissen die Interferenzen naturgemgl3 auch dann verschwinden, wenn sie aus ihrer horizontMen Gage infolge der Verlagerung. einer reflektierenden Prismenflgche herausgedreht werden. Aufnahmen, die mit der mitrotierenden Kamera gemacht wurden, zeigten nun, dab dieses anfXngliche Verschwinden der Interferenzen tats~chlich darauf beruht, dab die Streifen aus ihrer horizontalen Lage herausgedreht wurden, wobei auch ihre Breite zunahm. Bei noch gr6Beren Geschwindigkeiten, bei 8oo bis 85° Touren pro Minute, wurden die Interferenzen auch auf den mitrotierenden Platten unscharf nnd verschwanden schlieglich ggnzlich. Es war jedoch bemerkenswert, dab ihre Orientierung und Breite w~hrend dieses Unscharfwerdens fast unvergndert blieb. Daraus war zu schlieBen, dab dieses Versehwinden der Interferenzen nicht auI einer Verlagerung einer reflektierenden Prismenfli4che beruht. Denn andert man die Lage einer solchen, oder was auf dasselbe hinauskommt, dreht man den Justierkeil bei C und bringt man die Interferenzen dadurch znm Verschwinden, so ~ndert sich dabei notwendigerweise die Streifenbreite, indem sie o oder so grol3 wird, dab im Gesichtsfeld keine Streifen mehr wahrgenommen werden. Die t3ilder der unscharfen Interferenzen sahen genau so aus, wie die Aufnahmen, die ich bei ruhendem Apparat mit den astigmatisch reftektierenden Stahtspiegeln erhielt. Es tag deshalb die Vermutung nahe, dab das sehtieBtiche Verschwinden der Interferenzen darauf beruht, dab die Prismen, die trotz sauberster Bearbeitung der Auflagefl~chen schliel31ich doch nur auf drei Punkten aufgelegen sind, dutch die Zentrifugalkraft durchgebogen werden und also astigmatisch reflektieren. Dazu ist zu bemerken, dab ein Prisma yon rund o,6 kg Gewicht durch die Zentrifugalkraft mit rund 2oo kg belastet wurde. Um dieses Durchbiegen der Prismen zu verhiiten, wnrde der Zwischenraum zwisehen den Prismen und ihren Auflageflgchen mit einem groBe Druckbeanspruchung aushaltenden IKitt ausgefiillt. Die Prismenft~tchen wurden mit ]31eigl~tte-Glycerinkitt ~nBerst dtinn iibersLrichen und so an die Augenwand gepreBt. Dieser Kitt hat die an ihn gekniipften Hoffnungen erftillt. Nachdem die Pris-

men in. der oben beschriebenen Weise vermittelst des Kittes befestigt waren, erhielt ich selbst bei 2ooo Touren pro Minute tadellos scharfe InterIerenzen. Endg/iltige Messungen wurden jedoch auch mit diesem Apparat noch nicht gemacht, denn die Streifenbreite bei Bewegung unterschied sich yon derjenigen bei Ruhe um mehrere Prozent der Streifenbreite.
Es'wurde deshalb auf Grund aller bisherigen Erfahrungen der Bau eines dritten Apparates beschlossen. Bei heruntergenommener Deckplatte, yon oben betrachtet, ist der Apparat auf Fig. 4 zu sehen. Die Anzaht der reflektierenden Ft~tchen wurde auf ein Minimum-reduziert. Es wurden blog vier Spiegel in Anwendung gebracht und deren Befestigung mit der gr6Bten SorgfaIt ausgeftihrt. Das Licht trat l~ngs der Drehachse, yon oben kommend, dutch die 0ffnung 0 in .den
Fig. 4- Schematischer GrundriB des neuen HARR~SSschen Apparates,
mittleren Prismenk6rper P1 des Apparates. AuI einer hMbdurchl~issigen Silberschicht ] wurde es in zwei koh~rente Biindel getrennt, welche, aus P~ heraustretend, auI das Prisma /~ fielen. Von da aus wurde das eine BfindeI nach rechts auf den Spiegel Sv das andere nach links auI den Spiegel S4 reflektiert. Die vom Licht im Interferometer umlaufene Fl~che war, abgesehen yon dem in Abzug zu bringenden Paratlelogramm zwischen P und P1, ein Quadrat yon etwa 353 m m Seitenl~tnge, in dessen Ecken die unter 45 o reflektierenden Spiegel angebracht waren. Nachdem die zwei koh~renten BiindeI das Quadrat einmal umlaufen haben, wurden sie auf der halbdurchl~tssigen Silberschicht in 17'1wieder vereinigt und zur Interferenz gebracht. Die Interferenzen entstanden in der t3rennebene/~ des Tessars ~q. Daselbst war eine dfinne Glasplatte mit eingeritzten Megmarken angebracht. Die Interferenzen wurden saint diesen MeBmarken durch das Mikroplanarobjektiv 3f (Brennweite 8 mm) auf die photographische Platte der KameraK abgebildet. Die zwei Justierkeile sind bei or an-

Hegt 8, ]

PoGANY: Uber die Wiederholung des, HAIIRI~ss-SAGNAcschenVersuches.

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25. 2. I927 J

gebracht. Die kreisf6rmigen Glasspiegel sind 14 m m dick und haben einen Durchmesser yon 5 cm. Aui ihrer Rfickseite in der Mitre war ein Zapfen autgeschliffen. Di6 Vorderseite war eben, die Rtickseite, vom Zapfen abgesehen, eine Kugelfliiche von 26 cm Radius. Die Innenfl~che des aus Siemens-Martinstahl hergestellten, massiven Ringes BB, mit 5 × 6 cm Querschnitt war ebenfalls eine solche Kugelfliiche yon 26 cm Radius. An entsprechenden vier Punkten wurden ffir die Spiegelzapfen vier Bohrungen im Ringe RR angebracht. Indem die Zapfen in diese Bohrungen -~-ersenkt wurden, legten sich klie kugeligen R~ckfl~chen der Spiegel voltkommen an die kugeiige Innenfl~che des Ringes B/? an. ]DieSpiegel warden dann jus~iert, an den Ring zementiert und er-

fund 5ookg auszuhalten. Nach mannigfachen Versnchen kam ich mit sehr kr~ftigen, eingeschtiffenen Konussen zum Ziele.
Die fertig zusammengebaute Anordnung ist in Fig. 5 zu sehen. /5 ist die H~RAEUssche Quarzquecksilberlampe, deren Licht durch die Linse 151 auf das Diaphragma D konzentriert wurde. Der Durchmesser des letzteren betrug o,5 ram. Hinter D war ein Lichtfilter aus etwa I cm dickem Didymglas und dfinnem grfinen Glas angebracht, der aus dem Hg-Spektrum nut die grfine Quecksilberlinie durchlieB. Das vom Tessar T0 parallel gemachte Licht wurde vom Pentaprisma Pet senkrecht zur Drehachse nach vorn geworfen. In dem Sclmittpunkt der Achse dieses Bfindels mit der Drehachse ist das Pentaprisma Pe~ angebracht,

.... v )

Fig. 6. Interferenzen bei 12oo Drehungen pro Minute,
das das Licht ]~ings der Drehachse senkrecht nach unten in den Apparat wirft. Gist der Tourenz~thler, yon ihm .fiihrt ein Kabel zum Chronographen. T1 ist die eine, T 2 die andere, in entgegengesetzte Richtung drehende Turbine, welche

Fig. 5. Der zusammengebaute A p p a r a t m i t Turbinen und Liehtzuffihrung.

Fig. 7. Interferenzen bei 15oo Drehungen
pro Minute,

Fig. 8. Interferenzen bei 200o Drehungen pro Mi-
nute. Positivbild.

hielten schliet31ich eine Oberfl~ichenversilberung.. Da ein Teil des Interferometers, n~imtich die vier Spiegel, am Ringe BR befestigt waren, der andere Teil jedoch, n~mlich die halbdurchlXssige Silberschicht bzw. das Prisma P, an der Grund~ und Deckplatte des Apparates, so muBte ffir eine ~tuBerst starre Verbindung des Ringes mit den Platten Sorge getragen werden. Die Versteifung geschah dutch I8 Paar eihgeschliffene und mit Schrauben anziehbare Konusse. AuBer den Konussen wareu noch i8 Paar krliftige Schrauben
-v-orhanden. Die hierdnrch erzielte Versteifung war
derart vollkommen, daB, wenn man nach erfolgter
Justierung den Apparat auseinandernahm nnd wieder zusammenbaute, die Interferenzen sofort, ohne jedes weitere ]ustieren erschienen. Ziemlich groBe Miihe bereitete die entspreehende ]3efestigung der Fassung des Prismas P. Dieselbe hatte bei 15oo Touren eine Zentrifugalkraft yon

beide auf der Achse befestigt waren. Einfaches Umschalten gestattete das ~¥echseln der Ro{ations~ richtung. V ist das Rohr der -SVasserleitung.
Mit diesem Apparat wurden im Laufe des Sommers 1925 messende Aufnahmen gemacht Solche Aufnahmen sind in Originalgr6Be in Figg. 6 bis 8 ztl sehen. Die Expositionszeit betrug 6 Min. Aufnahme lO8 und lO9 wurden mit der Rechtsbzw. Linksturbine bei etwa 12oo Touren pro Minute gemacht. Die Aufnahme 86 bezieht sich atTf 15oo, diejenige auf Fig. 8 auf 2ooo Touren pro Minute. Auf den Aufnahmen lO8 nnd lO9 bezeichnen die vertikalen l~eile die Richtung der Verschiebung der Interferenzen. Die links angebrachteli kurzen, horizontalen Pleile weisen also auI beiden Aufnahmen auf denselben In~erferenzstreifen.
Die eine Messungsreihe -- mit etwa 1,3 mm Streifenbreite -- wurde direkt mit dem Komparator, die alidere -- mit etwa 3 mm Streifen-

182

FRIEDERICHS: Grunds~tzliches .fiber die Lebenseinheiten h6herer Ordnung.

[[wiDssieenNseahtaufrt-en

breite ~ auf Grund der mikrophotometrisch registrierten Schw~rzungskurven nach der Methode G. HANSENS ausgemessen. Die erste Messungsreihe ergab bei der Umdrehungszeit T = o,o39 89 Sek. flit 2 dim Mittel den Weft
2 d~ = o,917,
wobei die grSBte Abweichung des Einzelwertes yore Mittel etwa 2% betrug; die zweite Messungsreihe lieferte bei derselben Umlaufszeit
2 A~ = o,924
mi¢ der gr6Bten Abweichung des Einzelwertes vom Mittel yon etwas fiber 3%.
Aus der Winkelgeschwindigkeit, Interferometerfl~che und Wellenlange der grfinen Hg-Linie bereehnet man auf Grund yon (i)
2 d = o,9o6.
Die beobachteten Mittelwerte sind um 1,2% bzw. um nicht ganz 2% gr6Ber. Nach einer brieflichen Bemerkung Hrn. v. LAUES, der ich durchaus beistimme, erscheint die Abweichung zwischen der berectmeten und beobachteten (mittleren) Streifenverschiebung ffir die gute 1)bereinstimmung zwischen den Einzelbeobachtungen etwas groB.
Die Untersuchung ist noch nicht abgeschlossen.

AnBer mit der grfinen Hg-Linie sollen noch Aufnahmen mit anderen Wellenl~ngen gemacht werden. AuBerdem war beabsichtigt, zwischen den Spiegeln S~ und Se bzw. S~ und S 4 je eine Flfissigkeitskammer einzuschalten, wodurch die Gr6Be der Verschiebung nicht beeinflul3t werden darf.
Die Versuche mit den Flfissigkeitskammern ffihrten jedoch zu keinem Ergebnis. Es wurden Flfissigkeiten verschiedener Viscosit~t yon Benzol bis Glycerin ausprobiert; infolge der Schlieren jedoch haben die Interferenzen ihre Scharfe und Geradlinigkeit eingebfiBt und je nach der Gr6Be der Viscosit~t haben sich SchXrfe, Geradlinigkeit, Breite und Orientierung der Interferenzstreifen mit der Zeit langsamer oder schneller ver~ndert, so dab an ein Messen nicht zu denken war.
Es werden jetzt ca. 24 cm lange Glasprismen start der Flfissigkeitskammern eingebaut. Im Gegensatz zur HARRESSschen Anordnung werden also diese Prismen nut zum Durchgange des Lichtes benfitzt und an keiner Prismenfl~che erfolgt eine Reflexion des interferierenden Biindels. Sollte sich also trotz der getroffenen Magregeln eine geringe Durchbiegung zeigen, so wird sie sich nicht in einer astigmafischen Reflexion auswirken k6nnen. Ich hoffe fiber die Resultate demn/ichst berichten zu k6nnen.

Grunds~itzliches fiber die Lebenseinheiten h6herer Ordnung und den 5kologischen Einheitsfaktor 1).

Von K. FRtEDERICHS, Rostock.

(SchluB.)

Eine notwendige ulld direkte Folgerung aus gegenseitig. Aus dieser allgemeinen Verkoppelung

der Einheit der Natur ist, dab yon den zatillosen resultiert, dab die Einzelfaktoren neben ihrer

einzelnen 6kologischen Faktoren, aus denen sich Einzelwirkung zusammengefaBt als Einheitsfaktor

jedes Milieu zusammensetzt, zwar jeder einzelne wirken mfissen, nnd zwar gibt es Einheitsiaktoren

fiir sich, aber nicht nut ifir sich einwirkt, sondern niederen und solche h6heren Grades, die niedere

fugleich alle im Verband miteinander als Einheits- einschlieBen. Ein Einheitsfaktor ist die Lebens-

zaktor eillwirken. Ein bestimmtes Nebeneinander gemeinschaft, aber auch das Klima. Letzteres ist

yon Lebensbedingungen muB verwirklicht sein, ein Bestandteil desjenigen Einheitsfaktors, der

damit eine bestimmte Art yon Organismen be- durch den physiographischen Komplex zur Einheit

stehen kann, z. 13. diejenige Kombination, die wit gemacht wird: die Ganzheit der physiographischen

,,Moor" nennen, ffir die speziellen Pfianzen und Tiere des Moores. Aber nicht immer handelt es sich nut um ein Nebeneinander, sondern es kann ein Nacheinander yon Lebensbedingungen erfor-

Faktoren. Die Ganzheit der bioc6notischen Faktoren halt der bioc6notisehe (biotische) Komplex zusammen. Beide zusammen bilden den tellurischen Komplex, auf den wiederum extratellurische Ein-

derlich sein, also der Wechsel der Lebensbedin- flfisse (wie das Sonnenlicht) einwirken. Die Ge-

gungen selbst Lebensbedingung werden, z.B. im samtheit aller Faktoren bildet in ihrer spezifischen Falle jener Schmetterlinge, deren E n t p u p p u n g 6rtlichen Beschaffenheit den lokale~ E~nheits]aktor.

Frost vorhergegangen sein muB.

Dieser ist kosmischer, d.h. universeller Nature).

In allen Fallen abet handelt es sich weder um Von einem solchen werden nicht nur kleine ein-

ein blofles Nebeneinander noch um ein Nachein- heitliche Gebiete, wie ein Moor oder ein Wald, ander allein, sondern die einzelnen Faktoren stehen beherrscht, sondern auch gr6Bere oder sehr groBe

untereinander in Verknfipfung und XNechselwirkung; sie bedingen sieh alle direkt oder indirekt
1) L Die Begriffe Lebensgemeinschaft und Lebensverein, Biotop und Standort. 2. Die Lebenseinheiten h6herer Ordnung. 3. I)ber Zweckm~gigkeit in der Natur. 4- Der 6kologische Einheitsfaktor und 5. seine ]3edeutung ffir die Entstehung tier Arten.

1) Er beruht auf dem kosmischen IKomplex. ~Vir k6nnen nns zwar keine Einwirkung der tellurischen
Einzelfaktoren anI extratellurische vorstellen, wohl
abet eine solche der Erde im ganzen darauf. -- Da der Ausdruck Konvplex neuerdings viel miBbraucht yard, so kann gleichbedeutend GeJlechtgesagt werden, wenn
man das vorzieht.