Uni Fakultäten Fk. V Physik Didaktik und Geschichte der Physik   

Aktuelles aus dem Labor der Physikgeschichte

Der Einstein-de-Haas-Effekt - Wolfgang Engels und Rajinder Singh

Projektionen mit Sonnenmikrospen - Peter Heering

Experimente mit dem Eiskalorimeter nach Lavoisier und Laplace - Peter Heering

Der Einstein-de Haas-Effekt - Wolfgang Engels und Rajinder Singh

Nach "Ein einfaches Experiment zum Nachweis der Ampereschen Molekularstöme", vorgetragen von Albert Einstein in der Sitzung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft vom 25.Februar 1915

Das von Einstein vorgeschlagene Instrument dient dem qualitativen Nachweis des Drehmoments, das ein Eisenstäbchen durch Umkehrung der Magnetisierungsrichtung erfährt. Der Effekt gilt als Evidenz für die Orientierung von Elektronenspins. Die Magnetisierung des Stäbchens geschieht mittels eines kurzen Stromstoßes durch die Spulenwicklungen. Der kleine runde Spiegel in der Mitte des an einem Quarzfaden aufgehängten Stäbchens dient der Spiegelung eines Lichtpunktes, der den schwachen Effekt in einer Projektion sichtbar macht.

Das Instrument wird zur Zeit im Auftrag der Physikalisch Technischen Bundesanstalt in Berlin nachgebaut.

Projektionen mit Sonnenmikroskopen - Peter Heering

Sonnenmikroskop von Dollond ca. 1775 (Deutsches Museum München)		Projektion mit einem Sonnenmikroskop am Deutschen Museum München

Sonnenmikroskope dienen der Projektion mikroskopischer Objekte mittels des Sonnenlichts. Entsprechende Geräte wurden um 1740 entwickelt und erfreuten sich insbesondere in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts großer Popularität. Dabei wurden die Projektionen hauptsächlich für Demonstrationen eingesetzt, insofern stellt das Sonnenmikroskop ein typisches Instrument der öffentlichen Wissenschaftskultur der Aufklärung dar.
Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll insbesondere die Praxis mit diesen Geräten analysiert werden. Dabei ist ein wesentlicher Aspekt der Analyse die Entwicklung eigener Projektionen für ein Publikum, um so auch einen Zugang zu der ästhetischen Komponente dieser Demonstrationen zu schaffen, die häufig in der historischen Literatur angesprochen wird.
Dieses Forschungsvorhaben bildet die Fortführung eines Projekts, das im Rahmen des 'Scholar in Residence' Programms des Deutschen Museums München durchgeführt worden ist und in dessen Verlauf auch die Abbildungen entstanden. Während es in München möglich war, mit Originalgeräten aus dem 18. Jahrhundert zu arbeiten, wird im Rahmen des Oldenburger Projekts ein Sonnenmikroskop aus den Universiteitsmuseum Utrecht nachgebaut, das dann auch für entsprechende Demonstrationen eingesetzt werden soll.

Experimente mit dem Eiskalorimeter nach Lavoisier und Laplace - Peter Heering

Das Eiskalorimeter nach Lavoisier und Laplace wurde in der Pariser Akademie der Wissenschaften 1780 vorgestellt. Dieses Instrument, es ist das erste, das als 'Kalorimeter' bezeichnet wurde, diente zur Bestimmung verschiedener Wärmemengen. Dabei beschrieben Lavoisier und Laplace sowohl Experimente, bei denen sie die Wärmemengen verschiedener Körper bestimmten, untersuchten aber auch die bei chemischen Reaktionen frei werdenden Wärmemengen sowie die durch ein Tier erzeugte Wärme.

Das Meßprinzip des Eiskalorimeters basiert darauf, dass durch die jeweils zu bestimmende Wärmemenge Eis geschmolzen werden soll. Am Ende jedes Versuches wird die entstandene Wassermenge gewogen und dient als Maß für die jeweils abgegebene Wärme. Um Einflüsse der Umgebung zu vermeiden ist der eigentliche Meßraum mit einer weiteren Eisschicht umgeben, dessen Aufgabe in der Isolation des inneren Bereichs des Kalorimeters besteht. Diese Isolation ist aber nur ausreichend, wenn die Außentemperatur nicht zu hoch ist.

Im Rahmen der Analyse der Experimente wurde zunächst das Eiskalorimeter nachgebaut. Dieser Nachbau basiert auf dem im Pariser 'Conservatoire des Arts et Métiers' aufbewahrten Instrument; Élisabeth Drye und Thierry Lalande haben es freundlicherweise ermöglicht, dass das Gerät für den Nachbau vollständig vermessen werden konnte.

Der Nachbau des Geräts wurde im Oktober 2002 so weit fertig gestellt, dass mit den ersten Experimenten begonnen werden konnte.

Weiterführende Literatur:
Bensaude-Vincent, Bernadette: The Balance: Between Chemistry and Politics. In: Eighteenth Century: Theory and Interpretation Band 33 (3) (1992) S. 217 - 237
Roberts, Lissa: A Word and the World: The Significance of Naming the Calorimeter. In: ISIS 82 (1991) S. 198 - 222