Inhaltsverzeichnis.
Erster Teil: Ladungen und Felder.
° Seite I. MeBinstrumente fur Strom und Spannung 1
Vorbemerkung S. 1. — Der elektrische Strom S. 1. — Technische Aus- fiihrung von Strommessern oder Amperemetern S. 6. — Die Eichung der Strom- messer oder Amperemeter S. 7. — Die elektrische Spannung S. 7. — Tech- nischer Aufbau statischer Spannungsmesser oder Voltmeter S. 8. — Die Eichung der Spannungsmesser oder Voltmeter S. 9. — Stromdurchflossene Spannungsmesser oder Voltmeter S. 9. — Einige Beispiele fur Strome und Spannungen veTschiedener GroBe S. 11. — StromstoBe und ihre Messung S. 12. — Strom- und Spannungsmesser winziger Einstellzeit. Das BRAUNsche Rohr S. 14. — Elektrische Messung der Energie S. 14.
II. Das elektrische Feld 1&
Vorbemerkung S. 16. — Grundbeobachtungen. Elektrische Felder verschie- dener Gestalt S. 16. — Das elektrische Feld im Vakuum S. 19. — Die elektrischen Ladungen oder Substanzen S. 20. — Feldzerfall durch Materie S. 21. — Be- weglichkeit der Ladungen in Leitern, Unbeweglichkeit in Isolatoren S. 21.
— Influenz und ihre Deutung S. 23. — Sitz der ruhenden Ladungen auf der Leiteroberflache S. 24. — Strom beim Feldzerfall S. 25. — Messung elektrischer Ladungen durch StromstoBe. Zusammenhang von Ladung und Strom S. 26.
— Quantitatives zur Influenz S. 28. — Elektrische Feldstarke © und Ver- schiebungsdichte 3) S. 29. — Das CoULOMBsche Gesetz S. 30. — Das elektrische Feld deT Erde. Raumladung und Feldgefalle S. 30. — Kapazitat von Konden- satoren und ihre Berechnung S. 31. — Kondensatoren verschiedener Bauart.
Dielektra und ihre Elektrisierung S. 33.
III. Krafte und Energie im elektrischen Feld 37 Drei Vorbemerkungen S. 37. — Der Grundversuch S. 37. — Die allgemeine Definition der elektrischen Feldstarke (5 S. 39. — Erste Anwendungen der Gleichung B — q ® S. 39. — Druck auf die Oberflache geladener Korper.
Verkleinerung der Oberflachenspannung S. 41. — GUERICKES Schwebe- versuch (1672). Elektrische Elementarladung e = 1,60-10~19 Amperesekunden S. 42. — Energie des elektrischen Feldes S. 44. — Elektrische Niveauflachen und Potential S. 44. — Elektrischer Dipol, elektrisches Moment S. 45. — Influenzierte und permanente elektrische Momente. Pyro- und piezoelektrische Kristalle S. 47.
IV. Kapazitive Stromquellen und einige Anwendungen elektrischer Felder . . . 49 Vorbemerkung. Allgemeines iiber Stromquellen S. 49. — Influenzmaschinen S. 49. — Influenzmaschine als Motor S. 52. — Bandgeneratoren S. 53. — Ab- schirmung elektrischer Felder. Kafigschutz S. 53. — Quantitatives zum Feldzer- fall S. 54. — Statische Voltmeter fiir kleine Spannungen S. 54. — Zeitdauern als
,,Ausschlage" elektrischer MeBinstrumente S. 55.
V. Das magnetische Feld 56 Herstellung verschieden gestalteter magnetischer Felder durch elektrische Strome S. 56. — Bewegung elektrischer Ladungen erzeugt ein Magnetfeld.
RowxANDScher Versuch S. 59. — Auch die Magnetfelder permanenter Magnete entstehen durch Bewegung elektrischer Ladungen 3. 60. — Zusammenfassung S. 62.
VI. Die Induktionserscheinungen (53 Vorbemerkung S. 63. — Die Induktionserscheinungen S. 63. — Quantita- tives zur Induktion mit ruhenden Spulen S. 64. — KraftfluBdichte 93 und magnetische Feldstarke £> S. 66. — Das Induktionsgesetz und seine Anwen- dungen S. 66. — Induktion in bewegten Leitern S. 68. — Zu eng gefaBte Be- schreibungen der Induktion S. 69. — Die allgemeinste Gleichung fiir die induzierte Spannung S. 70.
Inhaltsverzeichnis. V Seite VII. Die Verknupfung elektrischer und magnetischer Felder 71
Vertiefte Auffassung der Induktion; I I . MAXWEixsche Gleichung S. 71. — Der magnetische Spannungsmesser S. 72. — Die magnetische Spannung des Leitungsstromes. Anwendungsbeispiele S. 73. — Verschiebungsstrom und I. MAXWELLsche Gleichung S. 76.
VIII. Die Abhangigkeit der Felder vom Bezugssystem 79 Quantitative Auswertung des RoWLANDSchen Versuches S. 79. — Deutung der Induktion in bewegten Leitern S. 80. — SchluBbemerkung S. 81.
IX. Krafte in magnetischen Feldern 82 Zur Vorfuhrung der auf bewegte Ladungen wirkenden Kraft S. 82. — Krafte zwischen zwei parallelen Stromen. Die Lichtgeschwindigkeit c = 3 X 108 m/sec. S. 82. — Regel von LENZ. Wirbelstrome S. 84. — Das Kriech- galvanometer. Der KraftfluB bei verschiedenem EisenschluB S. 86. — Das ma- gnetische Moment 9Ji S. 87. — Lokalisierung des Kraftflusses und Magnetostatik
S. 90. — SchluSwort S. 94.
X. Anwendungen der Induktion, insbesondere induktive Stromquellen und Elektro- motore 95
Vorbemerkung S. 95. — Induktive Stromquellen S. 95. — Elektromotoren.
Grundlagen S. 99. — Ausfiihrung von Elektromotoren S. 102. — Drehfeld- motoren fiir Wechselstrom S. 102.
XI. Tragheit des Magnetfeldes und Wechselstrome 105 Die Selbstinduktion und die Induktivitat L S. 105. — Die Tragheit des Magnetfeldes als Folge der Selbstinduktion S. 107. — Quantitatives iiber Wechselstrome S. 109. — Spule im Wechselstromkreis S. 110. — Kondensator im Wechselstromkreis S. 112. — Spule und Kondensator im Wechselstromkreis in Reihe geschaltet S. 112. — Spule und Kondensator im Wechselstromkreis parallel geschaltet S. 114. — Leistung des Wechselstromes S. 114. — Trans- formatoren und Induktoren S. 115. — Freie elektrische Schwingungen S. 117. — Erzwungene elektrische Schwingungen S. 121. — Quantitative Behandlung erzwungener Schwingungen bei Reihenschaltung S. 122. — Hochfrequente Wechselstrome als Hilfsmittel fiir Schauversuche S. 124. — Kleiner Nachtrag zur Schwingungserzeugung: Vorbemerkung S. 126. — Selbststeuerung eines elek- trischen Schwingungskreises mit einer Triode S. 127. — Fremdsteuerung eines elektrischen Schwingungskreises mit einer Hilfsschwingung S. 127. — Selbst- steuerung mit Dioden S. 127.
XII. Elektrische Wellen 130 Vorbemerkung S. 130. — Ein einfacher elektrischer Schwingungskreis S. 131.
— Der stabformige elektrische Dipol S. 131. — Stehende Wellen zwischen zwei parallelen Drahten, LECHER-System S. 135. — Fortschreitende elektrische Wellen zwischen zwei parallelen Drahten. Ihre Geschwindigkeit S. 136. — Der Verschiebungsstrom des Dipols. Die Ausstrahlung freier elektrischer Wellen S. 138. — Die Lichtgeschwindigkeit S. 142. — Wellenwiderstand S. 143. — Wesensgleichheit der elektrischen und der Lichtwellen S. 144. — Technische Bedeutung der elektrischen Wellen S. 145. — Die Erzeugung ungedampfter Wellen im Zentimeter-Gebiet. Schauversuche zur Wellenoptik S. 145. — Hohl- leiter fiir kurze elektrische Wellen S. 146. — Die Empfindlichkeit der Wellen- empfanger S. 149. — Eine historische Notiz S. 151.
Zweitcr Teil: Materie in den Feldern und Mechanismus der Leitungsstrome.
XIII. Materie im elektrischen Feld 152 Einleitung. Die Dielektrizitatskonstante e S. 152. — Messung der Dielektri- zitatskonstanten e S. 152. — Drei aus der Dielektrizitatskonstantens abgeleitete GroBen S. 153. — Unterscheidung von dielektrischen, parelektrischen und ferroelektrischen Stoffen S. 153- — Definition der elektrischen Feldstarke und der Verschiebungsdichte im Inneren der Materie S. 155. — Die Entelektrisierung S. 156. — Die FeldgroBen in einem Hohlraum von Ellipsoid-Form S. 157. — Parelektrische und dielektrische Stoffe in einem inhomogenen elektrischen Feld
VI Inhaltsverzeichnis.
Seite S. 157. — Die molekulare elektrische Polarisierbarkeit S. 158. — Das Voiumen v' einzelner Molekiile und die Raumerfiillung vjv' S. 160. — Das permanente elek- trische Moment polarer Molekiile S. 160. — Frequenzabhangigkeit der Dielek- trizitatskonstanten e S. 161. — Elektrostriktion S. 163.
XIV. Materie im magnetischen Feld 164 Einleitung. Die Permeabilitat ft S. 164. — Messung der Permeabilitat ft S. 164. — Drei aus der Permeabilitat abgeleitete GroBen S. 165 — Unter- scheidung diamagnetischer, paramagnetischer und ferromagnetischer Stoffe S. 166. — Definition von magnetischer Feldstarke und KraftfluBdichte im Inneren der Materie S. 168. — Die Entmagnetisierung S. 169. — Die molekulare magnetische Polarisierbarkeit S. 170. — Das permanente magne- tische Moment mp paramagnetischer Molekule S. 171.— Das Magneton S. 172.
— Messung permanenter magnetischer Momente mit Hilfe erzwungener Schwingungen S. 173. — Die Frequenz als HilfsgroBe bei indirekten Messungen S. 175. — Der Drehimpuls (Spin) der Elektronen und ihr permanentes ma- gnetisches Moment S. 176. — Zur atomistischen Deutung der diamagnetischen Polarisation. LARMOR-Rotation S. 177. — Magnetostriktion S. 178.
XV. Mechanismus des unselbstandigen Leitungsstromes in Gasen normaler Dichte 179 Vorbemerkung S. 179. — Der Mechanismus der Leitung im Modellversuch S. 179.— Zwei Grundtatsachen des Leitungsvorganges S. 181.— Unselbstandige Leitung in Zimmerluft mit sichtbaren Elektrizitatstragern. Zur Deutung des Ohmschen Gesetzes S. 181. — Unselbstandige Leitung in Luft. Ionen als Elek- trizitatstrager S. 184. — Unselbstandige Ionenleitung in Zimmerluft. Ionen- beweglichkeit. Sattigungsstrom S. 186.
XVI. Mechanismus des Leitungsstromes in Flussigkeiten 188 Vorbemerkung S. 188. — Ionenleitung in waBrigen Losungen S. 188. — Ladung der Ionen. FARADAYsAquivalentgesetz. SpezifischeMolekiilzahlJVS. 189.
— Das Ohmsche Gesetz bei der elektrolytischen Leitung S. 191. — Die Strom- warme in einem elektrolytischen Leiter S. 193. — Beweglichkeit der Ionen S. 193.
Die Uberfiihrung S. 194. — Technische Anwendungen der Elektrolyse waBriger Losungen S. 196. — Ionenleitung in geschmolzenen Salzen und in Glasern S. 197.
Leitung in Flussigkeiten von hohem spezifischem Widerstand S. 198.
XVII. Mechanismus des Leitungsstromes im Hochvakuum 199 Vorbemerkung S. 199. — Unselbstandige Elektrizitatsleitung im Hoch- vakuum S. 199. — Das Atomgewicht des Elektrons nach Beobachtungen an Kathodenstrahlen S. 201. — Elektronenoptik S. 202. — Einige Anwendungen der Elektronen im Hochvakuum S. 203. — Quantitatives zur thermischen Elek- tronenemission S. 206.
XVIII. Selbstandige Elektrizitatsleitung in Gasen 209 Vorbemerkung S. 209. — Unselbstandige Glimmentladung in Gasen. Posi- tive Saule oder Plasma S. 209. — Selbstandige Glimmentladung in Gasen und die ,,harte" Gasentladung S. 212. — Anwendungen der selbstandigen Elektrizitatsleitung in Gasen bei Ideinen Drucken S. 215. — Bogenentladung S. 216. — Zundvorgange und Entstehung der selbstandigen Entladung S. 218.
— Atmospharische Elektrizitat. Gewitter S. 219. — Zusammenhang von Strom und Spannung bei der selbstandigen Entladung in Gasen S. 220.
XIX. Kanalstrahlen und Massenspektrographen 221 Vorbemerkung S. 221. — Die Bedeutung der Massenspektrographen S. 221.
— Die Grundlagen der Massenspektrographen S.221.— Massenspektrographen mit Abbildung (Fokussierung) S. 224. — SchluBwort S. 225.
DritterTeii: Atomkerne, Relativitatsprinzip und Elementarteildien.
XX. Natiirliche Radioaktivitat 226 Vorbemerkung S. 226. — Die Entdeckung der naturlichen Radioaktivitat S. 226.
— Die Strahlen der natiirlich radioaktiven Elemente S. 226. — Beobach- tungen einzelner Korpuskularstrahlen und y-Photonen S. 227. — Bestimmung der atomaren GrundgroBen durch Abzahlen von Molekiilen S. 230. — Die Urn- wandlung der natiirlich radioaktiven Atome S. 231. — Der Atomkern als Sitz der radioaktiven Vorgange S. 233. — Der EinfluB der Geschwindigkeit auf die Masse S. 234. — Masse und Energie S. 235.
Inhaltsverzeichnis. VII Seite XXI. Das Relativitatsprinzip als Erfahrungstatsache 236
Vorbemerkung S. 236. — Ausbreitung von Schallwellen im gleichformig be- wegten Bezugssystem S. 236. — Ausbreitung elektrischer Wellen im gleich- formig bewegten Bezugssystem S. 237. — Die LoRENTZ-Transformationen S. 238. — LoRENTZ-Transformationen und groBte Signalgeschwindigkeit S. 240.
— Die elektrischen und magnetischen Feldvektoren im 5- und S'-System S. 243. — Die LoRENiz-Transformation in der Mechanik S. 244. — SchluB- bemerkung S. 244.
XXII. Kernreaktionen und kiinstliche Radioaktivitat 246 Vorbemerkung S. 246. — Umwandlung von Kernen durch cn-Teilchen S. 246.
— Herstellung, Nachweis und Eigenschaften von Neutronen S. 247. — Kiinst- liche Radioaktivitat S. 248. — Kernspaltung S. 249. — Die Energiebilanz von Kernreaktionen S. 250. — Technische Hilfsmittel fiir Kernreaktionen S. 251. — Anwendungen kiinstlich-radioaktiver Stoffe S. 252.
XXIII. Beschaffenheit der Atomkerne 253 Massenzahlen und Zusammensetzung der Kerne S. 253. — Massendefekt und Bindungsenergie der Kerne S. 254. — Masse und Atomgewicht des Neutrons S. 255. — GroBe und Dichte der Kerne. Tropfenmodell S. 256. — Extingierende Oder Wirkungsquerschnitte der Kerne S. 256. — Paramagnetismus der Atom- kerne S. 257.
XXIV. Hohenstrahlung und Elementarteilchen 259 Einleitung S. 259. — Auswertung der Beobachtungen S. 260. — y-Photonen S. 261. — Registrierende Sortierapparate fur Lichtblitze S. 261. — Positronen S. 262. — Verwandlungsfahigkeit der Elementarteilchen S. 263. — Die Reaktion y-Photon «=± Elektron -f Positron S.263. — Extinktion von Photonen S.264. — Geladene Mesonen S. 265. — Neutrinos und Antineutrinos bei Zerfallsvorgangen S. 266. — Neutrinos in der Strahlung der Sonne S. 267. — Ungeladene .-r-Mesonen (.ic) S. 268. — /t°-Teilchen S. 268. — Antiproton und Antineutron S. 268. — EinfluBderDrehimpulsrichtungauf die Emission von Elementarteilchen S.269. — Die Wechselwirkung energiereicher Teilchen mit Nukleonen und Atomkernen S.269. — Zusammensetzung der Hohenstrahlung S. 271. — SchluBwort S. 271.
Vierter Teil: Eiektrisdie und magnetische Eigenschaften fester Korper.
XXV. Elektrizitatsleitung in festen Korpern 272 Vorbemerkung S. 272. — Allgemeines iiber feste Korper S. 272. — Disposi- tion und ein niitzlicher Hinweis S. 273.
A. E l e k t r o n e n l e i t u n g in K o r p e r n mit m e t a l l i s c h e r B i n d u n g . 274 Metallische Bindung S. 274. — Elektrizitatsleitung in MetalJen. Grundtat- sachen S. 274. — Das Ohmsche Gesetz bei der Leitung in Metallen S. 275. — Der pinch-Effekt S. 276. — EinfluB der Temperatur auf die Leitung reiner Metalle S. 276. — Der Restwiderstand S. 277. — Spezifischer Widerstand von Legierungen S. 277. — Zusammenhang zwischen der spezifischen elektrischen und der Warmeleitfahigkeit S. 277. — Nachweis von Leitungselektronen durch Tragheitskrafte S. 278. — Ein atomistisches Bild der metallischen Leitung S. 279.
— Der Halleffekt S.281. — Folgerungen aus dem Halleffekt. Elektronenfehl- stellen (Defektelektronen) S. 283.— Niveauschema fiir metallische Leitung S.283.
B. I o n e n l e i t u n g in K r i s t a l l e n m i t h e t e r o p o l a r e r B i n d u n g . . . . 284 Heteropolare oder Ionenbindung S.284. — Elektrizitatsleitung in Ionen- kristallen. Eigen- und Storleitung S. 284 — Geschiitzte Elektroden S. 286. — Deutung des Temperatureinflusses auf die Ionenleitung S. 286.
C. E l e k t r o n e n l e i t u n g in K r i s t a l l e n ohne m e t a l l i s c h e B i n d u n g . . 286 Elektronenleitung in durchsichtigen festen Korpern S. 286. — Thermisch erzeugte Elektronenleitung in Ionenkristallen S. 287. — Homoopolare oder Valenzbindung S. 288. — Eigen- und Storleitung in Valenzkristallen. Halbleiter S. 288. — Entstehung von «- und ^-Leitung in Kristallen S. 290. — Optische Auslosung elektrischer Strome in Kristallen ohne metallische Bindung. (Innerer lichtelektrischer Effekt) S. 291. — Nichtstationare lichtelektrische Primarstrome S. 292. — Stationare lichtelektrische Strome bei Ionen-Dunkelleitung. S. 293.
— Stationare lichtelektrische Strome bei elektronischer Dunkelleitung S. 295. — Energieniveauschema fiir die Beschreibung der Elektronenleitung in Kristallen ohne metallische Bindung S. 295. — SchluBwort S. 296.
VIII Inhaltsverzeichnis.
Seite
XXVI. Elektrische Felder in der Grenzschicht zweier Substanzen 297 Vorbemerkung S.297. — Die,.ReibungselektrizitSt" zwischen festen Korpern, Doppelschicht, Beriihrungsspannung S. 297. — Beriihrungsspannungen zwischen einem festen Korper und einer Flussigkeit S. 298. — Beriihrungsspannungen zwischen festen Korpern und benetzenden Flussigkeiten S. 299.— Die Beriihrungs- spannung zwischen zwei Metallen oder Galvanispannung S. 300. — Abtrenn- arbeit von Elektronen aus Metallen S. 300. — Anderung der Abtrennarbeit durch ein aufleres elektrisches Feld S. 302. — Anderung der Abtrennungsarbeit durch Annaherung eines zweiten Metalles S. 303. — Messung der Voltaspannung S. 304.
— Galvanispannung, tbermoelektrische Spannung und Peltiereffekt S. 305. — Chemische Stromquellen S. 306. — Polarisierbare und unpolarisierbare Elek- troden S. 307.
XXVII. Anwendungen nichtmetallischer Elektronenleiter 308 Vorbemerkung S. 308. — Kristalldioden S. 308. — Kristalltrioden S. 309.
— Kristalldioden aus Halbleitern S. 309. — Kristalltrioden aus Halbleitern S. 311. — Kristalldioden als Lichtelemente S. 312. — Zum Verstandnis von Thermostrom und Peltiereffekt S. 313.
XXVIII. Ferromagnetismus und verwandte Erscheinungen 314 Dia-, para- und ferromagnetisches Verhalten S. 314. — Mikroskopische Sicht- barmachung spontan magnetisierter Kristallbereiche S.315. — Magnetostriktion
S. 316. — Der Vorgang der Magnetisierung S. 316. — Antiferromagnetismus S. 318. — Metamagnetismus S. 320. — Ferrimagnetismus, Ferrite S. 320. — Dielektrisches Verhalten fester Korper. Ferroelektrische Stoffe S. 321. — SchluBwort S. 321.
XXIX. Supraleitung 322 Grundtatsachen S. 322. — Der Sprungpunkt und die heute bekannten Supra- leiter S. 322. — Die Sprungpunkte von Isotopen S. 323. — Abhangigkeit des Sprungpunktes vom Gitterbau und von Nebenbedingungen S. 324. — Supra- leitung und Magnetfeld S. 324. — Der kritische Strom und das kritische Magnetfeld S. 325. — Entstehung einer neuen Phase beim Sprungpunkt S. 326.
— SchluBbemerkung S. 327.
Anhang.
XXX. Definition elektrischer GroBen und ihrer Einheiten 328 Vorbemerkungen S. 328. — Die mechanische Definition elektrischer GroBen S. 328. — Die elektrische Definition der elektrischen GroBen S. 330.
— Die Definition der Einheiten Ampere und Volt S. 330. — Zur Messung der kritischen Geschwindigkeit « = t S. 332. — Periodisches System der Elemente S. 333. — Energie-Einheiten. Wichtige Konstanten S. 334.
Sachverzeichnis 335
