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244

4. f f b e rd4e W4ederholurtg des Harrassschew Versuches;
vom B k l a Pogt%rtyl)
[XI. Mitteilung)
(Elarm Tale1 X)
Der von der Firma Carl Zeies freundlichet iiberlassene Apparat wurde in Budapest mit Unteretiitzung der Elizabeth Thompson Science Fund aufgebaut. Beiden Korperschaften gebuhrt mein innigeter Dank.

In einer vorhergehenden Veroffentlichung2, habe ich uber

die Wiederholung des Sagnacschen Versuches berichtet. Bei

diesem Versuch benutzt man ein Spiegelpolygon. Das an

diesem reflektierte Licht pflanzt sich auf einer geschlossenen

polygonalenBahn fort. Das in den Apparat gefiihrte Lichtbiindel

wird durch eine halbdurchlassige Silberschicht in zwei koharente

Biindel getrennt, welche dam, den polygonalen Lichtweg in

entgegengesetzter Richtung durchlaufend, zur Interferenz ge-

bracht werden. Dreht sich nun das Spiegelpolygon, so ver-

schieben sich die Interferenzstreifen gegeniiber ihrer Ruhelage

um den in Streifenbreiten gemessenen Betrag von

A

=

-

4wF
rlc

'

wo w die Winkelgeschwindigkeit der Drehung, P die vom Licht-

weg eingeschlossene Fkche, jl die im Vakuum gemessenen

Lichtwellenliinge und c die Fortpflanzungsgeschwiudigkeit des

Lichtes im Vakuum bedeuten.

Vergleicht man die Lage der Interferenzstreifen bei einer

Drehung im Sinne des Uhrzeigers mit derjenigen bei entgegen-

gesetzter Drehung, so entsteht eine Streifenverschiebung, die

das Doppelte des obigen Betrages erreicht, also

1) Vorgelegt der 111. Kl. d. Ung. Akad. d. Wiss. in der Sitzung am 5. Dezember 1927.
2) BBla PogBny, Ann. d. Phys. 80. S. 217. 1926.

U6er die Wiederholung des aarressschen Persuches 245
Beim Sagnacschen Versuch liegt der polygonale Lichtweg in Luft. Formel (2) gibt aber fur beliebige Medien und wie ersichtlich, kann sich die Streifenverschiebung nicht andern, wenn man den Lichtweg ganz oder teilweise in eine starker brechende Substanz, z.B. Qlas oder Wasser verlegt, da der Brechungsindex in (2) gar nicht vorkommt.
Der Harresssche Versuch, der dem Sagnacschen vorangegangen ist, unterscheidet sich von letzterem gerade dadurch, daB im Harressschen Apparat der Lichtweg in Glas verlief. Bei meinen ersten Versuchen, den Harress-SagnacschenVersuch mit grSBerer Glenauigkeit zu wiederholen, bin ich auch von der H a r r e s s sohen Anordnung ausgegangen und daraus entstand im Laufe der Untersuchung der Apparat, der in der vorhergehenden Veroffentlichung beschrieben wurde und mit dem ich auch die dort mitgeteilten Messungen ausgefuhrt habe. Bei den genannten Messungen verliefen die beiden interferierenden Lichtbiindel in der Luft, der Versuch war also ejgentlich eine Wiederholung des Sagnacschen Versuches, der Apparat wurde aber gleich so gebaut, dat3 in den Lichtweg starker brechende Substanzen eingeschaltet werden konnten. Beim H a r res sschen Originalapparat diente der aus 10 Glasprismen bestehende Kranz nicht nur zur Aufnahme des Lichtweges, sondern je eine Seite der Prismen wurde als Spiegel benutzt und daxin bestand der grOf3te Nachteil der Anordnung. Die Prismen von verhPltnismat3ig groBer Masse deformierten sich namlich bei der Drehung unter dem EinfluS der Zentrifugalkraft und ihre spiegelnden Flachen warfen dasLicht astigmatischzuruck. Bei der Leitung des Lichtweges in Glas kann man diesen Fehler durch Anwendung von rechtwinkligen Glasparallelepipeden vermeiden, bei welchen das Licht durch die gegeniiberliegenden parallelen Seitenfliichen senkrecht ein- und austritt. Solche Glaskorper konnte man in dem Apparat, den ich zur Wiederholung des S a g n acschen Versuches benutzt habe, zwischen
die Spiegel 8, und S,, bzw. S, und 8, einbeuen (Fig. 1).
Bei diesen etwa 32 cm langen GTlaskSrpern war zu befurchten, daB sie durch den EinfluS der Zentrifugalkraft sich durchbiegen werden. Sind dann die Endflachen nicht mehr parallel, so wirken sie als Prismen und lenken das Licht ab. Ich habe deshalb bei meinen ersten diesbezuglichen Versuchen

246

B. PoglEny

statt der Glaskijrper Fliissigkeitskammern mit Gummiwanden angewendet, die an beiden Enden mit dicken, parallelen Glasplatten verschlossen wurden. Die Stahlfassungen der abschlieBenden Glasplatten wurden mit dicken Konussen auf der Grund- bzw. Deckplatte des Apparates befestigt und das dickwandige Gummirohr, das diese Fassungen verband, wurde durch ein das Gummirohr umschlieBendes und auf der Grundplatte unabhangig befestigtes Stahlrohr gestiitzt. S o konnte sich das Gummirohr infolge der Zentrifugalkraft

Fig. 1
nur wenig deformieren und die in ihm entstehenden Spannungen konnten auf die Fassungen der abschlieBenden Glasplatten kein in Betracht kommendes Drehmoment ausiiben. Bei einigen Versuchen wurde statt Gummirohres Bleirohr verwendet. Leider fuhrten die Versuche mit den Fliissigkeitskammern zu keinexn Ergebnis, obgleich ich von Alkohol und
Wasser angefangen , durch verschiedene Ole hindurch bis
Glyzerin eine game Reihe von Fliiesigkeitsn von verschiedener innerer Reibung durchprobiert habe. Bei j eder Fliissigkeitsfiillung haben die Interferenzstreifen je nach der Viskositat der Fliissigkeit mit geringerer oder groBerer Geschwindigkeit aber andauernd ihre Breite, Form und Orientierung geandert,

fiber die Viederholung des Harresssehen Persuches 247
so dafi von einer Nessung keine Rede sein konnte. Einige
Flussigkeiten, wie z. B. Alkohol und Wasser, wurden infolge
chemischer oder elektrochemischer Einfliisse in den Kammern undurchsichtig, obgleich die Metallteile der Kammern innen dick elektrolytisch vergoldet wurden. Es blieb schliefilich nichts
ubrig , als GlaskSrper zwischen die Spiegel einzubauen. Sie
wurden zu diesem Behufe in Siemens-Martin-Stahlfassungen untergebracht, die dann durch je 8 Stuck dicker Konusse an der Grund- und Deckplatte des Apparates befestigt wurden. Die Versuche zeigten dam, da8 die 00 eingebauten Glaskijrper bei der Drehung standhalten. Auf Fig. 2, Taf. X sieht man zwei Aufnahmen des Streifensystems bei entgegengesetzten Drehrichtungen und 1500Umdrehungen pro Minute. Die dabei auftretende Streifenverschiebung betragt ungefahr 0,9 Streifenbreiten. Die Messungsergebnisse finden sich in den nachstehenden Tabellen.
T ist die Zeitdauer einer Umdrehung, T! der Mittelwert fur
zwei aufeinander folgende, miteinander kombinierte Aufnahmen,
6 und 5 die Streifenbreiten.

Tabelle 1

- _ _-.

___

n

3 z * 9) i T,,, %ec

a__-- ___

63 U,O500

0,0499

64 0,0498

0,0506

65 0,0514

0,0511

66 0,0509

0,0507

67 0,0506

0,0505

68 0,0505

0,0509

69 0,0513

- - - 24. MLrz 1927
_ _ _ ~-~ ~~

~

b,ll, ___ 1,882
1,900
1,915

-
bm,
1,891 1,907

&
__
~
11,176
9,918
11,229

xo,-xo, -- A T
~.

-1,-258
1,891

- 0,665

L 311 --0,687
1,907

d
~.
0,663 0,695

1,936 1,941 1,955 1,958

1,925 1,938 1,948 1,956

9,855 11,268
9,861 11,207

-1='374 0,713
"*'' 1,925
-- - 0,729
1,938
-1,-407 - 0,722
1,948
-- - 0,688
1,956

0,728
0,739
0,729
0,700
-

Mittel: 0,709

248

B. Pogciny

- - - - - Tabelle 2

2 Marz . 17

__

__ __

El

Sa2 i

3 2 Tsec

%?c

-

xo bmrn

bmm

Q!3

-~ ~~~ ~~

..

70 0,0500

_
~

_

~- _ _ ~

~ ~

1,869

7,856

0,0498

1,883

- ___

x ~ ~ ~ x =o As-

b

1'

A

::",: -_- _ ~- _
-- - 0,742 0,739

- 71 0,0496 0,0499

1,897

9,254

1,898

--

0,705 0,703

72 0,0502

1,899

0,0500

73 0,0498

1,920

0,0500

1,909 1,928

7,916 9,277

:::it-1=,361
1,909

0,713

-- - 0,733

0,713 0,733

74 0,0502

1,936

0,0502

75 0,0503

1,933

0,0502

76 0,0501

1,954

0,0500

77 0,0499

1,938

7,853 1,934
9,265
! 1,943 I 7,810
1 '1946 9,261

:,:::- 1,412
1,934

=

0,730

t-- 0,749

- -1'4-51 0,745
1,946

0,733 0,752 0,745

- __
S0 i 2!z
D_4 _

- - Tabelle 3 26. Marz 1927

-

bmm

4Qm

7
Mittel 0,732
A
-. .~

78

1,868

0,0495

1,880

0,680

79 0,0496

1,892

0,0496

1,898

so 0,0496

1,904

0,694

0,0494

1,915

0,715

81 0,0493

1,926

0,0496

1,923

0,699

82 0,0499

1,931

0,0498

1,930

0,698

83 0,0498

1,930

0,0496

1,938

0,705

84 0,0494 0,0493
85 0,0493 0,0492
86 0,0492

1,946 1,953 1,946

1,949 1,949

- 5,185
- 3,700

-1'-497 - 0,768
1,949
- L 485 - 0,762
1,949

0,757
0,750
-

Mittel: 0,712

obey die Wiederholung des Harress sehen Persuches 249

Tabelle 4

- - =zr?E=z

n

eg
4

z G

*,,,

&

96 0,0396

97 0,0401

98 0,0394

99 0,0392

100 0,0405

101 0,0399

102 0,0400

103 0,0402

Psec
0,0398 0,0397 0,0393 0,0398 0,0402 0,0400 0,0401

- - 29. April 1927 -

- _ _

-

b,,

bmm

ft

--_- _

2,326

- 5,529

2,330 2,397 2,385 2,403

2,328 2,363 2,391 2,394 2,409

-2=,117 0,909

- 3,412 2,328

-5,621

2 209 2,363

=

0,935

L 202 -- 0,921

:$: -3,419

2,391
-- - 0,854

$; -5,463 -- - 0,870

0,904 0,928 0,905 0,850 0,874

2,416 2,415 2,419

-3,366

::$ 2,415

-2,-200 - 0,911 - 5,566 2,415

2,419

-- - 0,907

- 3,372)

0,911 0,909

7
Mittel 0,897

Tabelle 5

3. Juni 1927

-

Fsee

bDlm

bmm

=
A

I

_

_

106 0,0395 107 0,0397 108 0,0399 109 0,0402 110 0,0396

0,0396 0,0398 0,0400 0,0399

2,552 2,580 2,595 2,590

~
2,555 2,566 2,587 2,592

I

_ _ _ _

:$-- -5,665 2'379 - 0,931 - 3,286 2,555
-- - 0,906

- 5,612 - 3,264

-2,-348
2,587

-

01907

--21377 -0,917

- 5,641, 2,592

0,921 0,901
0,908
0,915
-

Mittel: 0,911

250

B. Poga'ny

Tabelle 6

- - -- -

=

4. Juni 1927

-z3 d
S E T,ec

%c

-
bmm blu, xo

=01-x0*
5

- __
=A- A i

____

___

-

__

~

112 0,0393 113 0,0398 114 0,0398 115 0,0399 116 0,0404 117 0,0395 118 0,0396 119 0,0397

0,0396 0,0398 0,0398 0,0402 0,0400 0,0396 0,0397

2,678 2,669 2,715 2,715 2,729 2,706 2,737 2,756

2,673 2,692 2,715 2,722 2,718 2,721 2,746

- 3,621
-6,077
- 3,60E
- 6,090
- 3,661
- 5,97c -3,511 - 6,070

2,456
-- - 2,613 01919

--2,469
2,692 - Oi917

- 2,482
2,715

0,914

-.2,422 2,722

=

0,890

-2,3-02
2,718 -0J847

2,459
-- - 2,721 01903

_ 22,,57_ 5496 = 0,932

0,910 0,912 0,909 0,594 0,847 0,894 0,925

Mittel: 0,893

Tabelle 7

- __ -

n

pz0)=c' T,,, ?ec

__

__-

126 0,0402 127 0,0398 128 0,0396 129 0,0396 130 0,0399 131 0,0398

0,0400 0,0397 0,0396 0,0398 0,0399

-5. Juni 1927

-

'mm

'mm

__

2,602 2,584 2,621 2,618 2,639 2,646

2,5@3
- 5,783
2,602
- 3,406
2,610
- 5,785
2,628
- 3,408
2,643
-5,813

- __
A

2 292
-L-

= 0,884

2,593

-- - 29377

0,913

2,602

- .3L 79 0,908
2,619

2 371 = 0,904 2,628

0,884 0,906 0,899 0,899

- ~ 2,4-05 - 0,910
2,643

0,908

Mittel: 0,89s

uber die Wiederholung des Harressschen Persuches 251

Tabelle 8

T8ec
~~
0,0397 0,0396 0,0391 0,0402 136 I 0,0398

- - - 17. Juni 1927

-

-

%C

b,,,,

b,N

A

~ - -- .
0,0397 0,0394 0,0397 0,0400

. _ _ -__ 3,730
3,723 3,716
3,726 3,735
3,734 3,733
3,754 3,775

- 6,969
- 3,624
- 7,021
- 3,602

-31-345- 0,898
3,733

- 3,397
3,726

= 0,912

-- - 0,916

__. ~ 0,891 0,898 0,909

-3'-423 - 0,912
3,754

0,912
-

Mittel: 0,902

Tabelle 9

B i 'l
a % rr,ec
i,i:. ___ ~ ~ 137 0,0400 138 0,0398 139 0,0401 140 0,0401 141 0,0401 142 0,0400 143 0,0400 144 0,0400 145 0,0398

0,0399 0,0401 0,0401 0,040 1 0,0400 0,0400 0,0399

-25. Juni 1927
-
b,N 4,m

1,099 1,106 1,106 1,111 1,114 1,116 1,115 1,118 1,123

1,103 1,106 1,109 1,113 1,115 1,117 1,118 1,121

-4,4701
- 3,485
- 4,471
- 3,478
- 4,475
- 3,479 -4,520 - 3,478
- 4,566

A

- ~~ - _ _

-0,-985
1,103 - 01893

0,891

i Og8' = 0,891 0,889 1,106

- 10,190993 = 0,895 0,597

-0,-997
1,113

-

01896

0,898

t o 996 -- 0,893
1,115

0,895

-1,-041 - 0,932
1,117

0,932

L 042 -- 0,932
1,115

0,932

- --"OB8 - 0,971
1,121

0,969

Mittel: 0,913

252

B. Pogriny

Tabelle 10

- - .__
~

28. Juni 1927

- __-

3s
2 2 T,,,
._ P~ I _ _ _ _ 146 0,0401

q,,
__

bm,
~ ~- -
1,111

A
_ -- - -

0,0401

0,888 0,090

147 0,0401 148 0,0399

0,0400

1,110 1,117

1,041:- 0,935 0,935

149 0,0400 150 0,0399 151 3,0400 152 0,0399 153 3,0400

0,0400 0,0400 0,0400 1,0400 3,0400

1,120 1,121

0,918 0,918

' - 3,422

1,121

I 1,919231 -0,08,868- 6 0,886

I 1,122

1 1,018 =0,907 0,907

1,123 1,128

1,126 i
I - 4,457

*L 060 -- 0,941
1,126
- 1,031 =: 0,915

D,941 0,915

1,126

-

Mittel: 0,913

Tabelle 11

- - 1. Juli 1927

--

154 0,0402 155 0,0402 156 0,0399

0,0402 0,0401

bmm
___ -
1,104
1,103
1,107

-
bmu,
-~ -
1,104
1,105

- 4,387
- 3,371

0,981 1,104

= 0,889

- 1,016 = 0,919
1,105

d _ - _ 0,893 0,921

0,0399 157 0,0399
0,0399 158 0,0399 I
0,0399
~
159 0,0399

1,112 1,114 1,120

1,110 1,113 1,117

1,011 = 0,911
- 4,382 1,110

-3,378 -4,413

hoo45 0,902
1,113
-- - 17035 0,927 1,117

0,909 0,900 0,925

0,0400 160 0,0401

1,123

1,122 -3,384 1,122

1,917

0,0401 1,123

1,124

-- c 0,923 1,925

Mittel: ),913

ftber die WiederAolung des Harressschen Versuches 253

T a b e l l e 12

- - - - =

21.= Juli 1927

t:; AZ
~_ PI _ 162
163
164
165
166

T*e,
-
0,0395
0,0399
0,0399
0,0399
0,0399

%m

bmm

. -_____ _ 0,929

0,0397

0,935

0,0399

0,933

0,0399

0,936

0,0399

0,939

6,, __
0,932
0,934
0,935
0,937

-

~ ~- -

-4,271

0,854 - 3,414 -0=,932

0,916

- -0-'830 0,889

- 4,247 0,934

-0-1834 - 0,892
-3,413 0,935

-0-'845 - 0,902
0,937

A
~.
0,909 0,887 0,890 0,900

Mittel: 0,896

Tabelle 13

- - - - - __

23. J u l i 1927
. -

sE.4ci

-

Z Z Tsec

r7bec

bm,

Lm

- h

____ -. __ ~ ~..

167 0,0399

0,939

- _ _
A
- ___

0,0400

168 0,0401

0,942

0,941

0,935

169 0,0400 170 0,0401 171 0,0400

0,0401 0,0401 0,0401

0,949 0,953 0,957

0,946 0,951 0,955

-=
- 4,251 0,946

0,885

-- - 0,890

- 3,405 0,951

2 086- 0 - 0,901

-4,265 0,955

0,887 0,892 0,903

172 0,0401 173 0,0401

0,0401 0,0401

0,957 0,966

0,957 0,962

- L 0846 = 0,884 3,419 0,957

0,886

-- -4,299

f 0880 -- 0,915
0,962

0,917

Mittel: 0,903

Bei zwei aufeinander folgenden Aufnahmen drehte sich der Apparat in entgegengesetzter Richtnng. Bei der Auswertung der Platten wurde die Lage der Interferenzstreifen in bezug auf einen mit dem Streifensystem zusammen photogaphierten und mit den Streifen parallelen Spinnfaden be-

254

B. Pog4ny

Tabelle 14
- - - 24. Juli 1927

-

‘bee

bm,

bmm

:;::: ___ ~ ~_. _

174 0,0400

0,926

- 4,323

0,0400

0,929

-- - 0,932 0,932

175 0,0400

0,932

0,0401

176 0,0401

0,948

0,0400

177 0,0399

0,919

0,0400

178 0,0400

0,937

0,940 0,934 0,928

- 3,457 - 4,289
-3,457
- 4,299

0 832 20. ,9.40--=

0,885

0,857

- -0,-832
0,934

01891

0,691

--0’842 -0,907
0,928

j 0,907 1

Mittel: 0.904

Tabelle 15

- - - - __ ~-

26. J u l i 1927

- ~.

S&
G -
~
180

‘see __ 0,0400

181 0,0400

182 0,0399

183 0,0401

184 0,0401

185 0,0399

186 0,0400

Fsee
-__
0,0400 0,0400 0,0400 0,0401 0,0400 0,0400

bmm 0,919 0,922 0,927 0,935 0,930 0,934 0,937

- A- A

ti

T

___

0,921

L 00,982410. = 0,912 0,912

0,925

-0o,,-8g5225 - 0,921

;:,0 -2,719

0,930

L-- 0,902

0,921 0,902

- 3,558

0,932 0,932 0,936

I -2,711
~

- 3,544

j - 2,703

1

.

1

-0=,847 0,909 0,932
-0J-833 -0,894
0,932
0,841 = 0,898
0,936

0,911
0,594
0,895
-

Mittel: 0,906

stimmt. B eichnet man die Lage des 0-ten Interferenz-
streifens mit $, so ist die Lilge des A-ten Streifens:
X, = X , +. k b ,
wo b die Streifenbreite bedeutet. Aus den mit dem A b b e schen Komparator gemessenen X,-Werten wurden Xo und b nach

Ober die Wiederholung des Harressschen Persuches 255
der Methode der kleinsten Quadrate berechnet. AT ist die i n Streifenbreiten gemessene Verschiebung, die zur Umdrehungszeit F gehdrt. A gehort zu 27 = 0,04 Sek. bzw. in Tabb. 1-3
zu T = 0,05 Selr. Rei der Bestimmung von X , mit dem Kom-
parator wurde auf jeden Interferenzstreifen 1Omal eingestellt. Die photographische Platte war 20 m m breit, von den breiten Interferenzstreifen kamen also 6-6 Streifen, von den engeren etwa 19 Streifen auf die Platte, man bekam also soviel Glei-
chungen zur Bestimmung von Xo und b. Wie aus den Tabellen
ersiehtlich, hat sich die Streifenbreite wahrend einer Aufnahmeserie langsam vergroaert, zwischen zwei aufeinander folgenden

-

~

4

~

~

7

2

~

7

~

9

8

I80 -

B61

-
-

182

I I

783 -

f€4-
185

7%-

1111111111111

Ill1

1111111111111

Ill1

I I I I I I I I I I I 1121 I I I

I I i I I I I I I I I 1 1 F5 I I I I
Illllllllllll~ll

I I I I I I I I I I I 11% I I I I

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1I l l 1 1

Fig. 3

Aufmhmen im Durchschnitt urn 0,2 Proz., es blieb also auf

das Resultat nicht ohne EinfluB, welcher Streifen als O-Streifen

angesprochen wurde. Offenbar ist der Streifen mit dem Phasen-

unterschied 0 derjenige, der seiue Lage in bezug auf den Spinn-

faden trotz der langsam zunehmenden Streifenbreite nicht Zindert.

Zur Bestimmung des 0-ten Streifens wurden also die Streifen-

systeme der aufeinander folgenden Aufnahmen auf Millimeter-

papier gezeichnet. Auf der so entstehenden Fig. 3 ist der O-te

Streifen sofort erkennbar.

Die Aufnahmen nurden mit der Heraeusschen Punkt-

larnpe mit der griineu Quecksilberlinie I = 546 ,up Wellen-

Iange gemacht, mit einer Expositionsdauer von 1 Minute. Zu

dieser Wellenlinge und 1500 Umdrehungen pro Minute gehort

laut Formel (2) der Wert

(3)

A = 0,906 ,

256 B. Poghny. Wiederholung des Harressschen Yersuches

und zu 1200 Umdrehungen pro Minute der Wert:

(4)

A = 0,125.

Stellt man nun die Werte zusammen, die aua j e einer Serie von am selben Tage hintereinander gemachten Aufnahmen gewonnen wurden, EO erhalt man:

1200 Umdreh. pro Mio.

A

A - d,

0,709 0,732 0,712

- 0,009
-+0,014 0,006

A, = 0,7181

1500 Umdreh. pro Min.

__A__
0,897 0,911 0,898 0,899 0,902 0,913 0,913 0,913 0,896 0,903 0,904 0,906

--__A_- d,
+--000,,,000000767
- 0,005 - 0,002
++0,009 0,009 4- 0,009
- 0,008 -0-,001
+0,002

A, = 0,904

Die erhaltenen Mittelwerte stimmen innerhalb 1 Proz. mit den berechneten uberein.

(Eingegangen 9. Dezember 1927)

Annalen der Phgsifi, IV. Folge, Band 85

Tafd X

Fig. 2
i3. P o g i n y