Wilhelm Weber’s Werke: Fünfter Band: Wellenlehre

465 Pages·1893·36.284 MB·German

by  Ernst Heinrich Weber, Wilhelm Weber (auth.)

WILHELM 'VEBER hat dem ihm wiederholt ausgesprochenen Ver
langen nach einer Gesammtausgabe seiner "\Verke bei aller Bescheidenheit
seiner ~Ieinung über den Werth der eigenen Schriften schon im Jahre
1890 nachgegeben. Er hat dann seinerseits den lebhaften Wunsch ausge
sprochen, dass die Königl. Gesellschaft der ·Wissenschaften zu Göttin~en,
welche die Herausgabe der Werke seines grossen Freundes GAUSS be
sorgt hat, auch seine Werke herausgebe. Die Erfüllung dieses 'Vunsches,
welchem sich seine Verwandten gern anschlossen, hat sich die Königl.
Gesellschaft durch die unterzeichnete Kommission beeifert in Angriff zu
nehmen und ist zu dem Zwecke mit Herrn Professor HEINRICH WEBER
in Braunschweig und Herrn Professor WILHELM BRAUNE in Leipzig als
den Vertretern der Familie WILHELM 'VEBER'S in Verbindnng getreten.
Zunächst hat dieselbe an Herrn Julius Springer in Berlin einen
Verleger gefunden, welcher diesem wissenschaftlichen Unternehmen das
volle Verständniss entgegenbringt, für eine würdige Ausstattung sorgen
und einen, dem 'Vunsche nach ausgedehnter Verbreitung dieser so sehr
lehrreichen Werke förderlichen, möglichst geringen Preis stellen wird.
Von den Erben von ER~sT HEINRICH 'VE BER und von EDle ARD WEBER
sind die Autorrechte der von diesen zusammen mit ihrem Bruder WILHEL~I
'VEBER verfassten 'Verke an die Kiinigl. Gesellschaft der Wissenschaften
zu Göttingen übertragen worden. Die Verlagshandlungen der grösseren
dieser Schriften, Herr Fr. Riehm in Basel für die 1825 erschienene
Wellenlehre, und die Dieterich'sche Buchhandlung in Göttingen für die
1836 erschienene Mechanik der menschlichen Gehwerkzenge, haben ihre
Genehmigung zum Abdruck der Schriften in den gesammelten Werken
ertheilt.
Die Königlich Sächsische Gesellschaft der Wissenschaften in Leipzig
hat bereitwillig den Abdruck der in ihren Abhandlungen erschienenen
Fortzetzung auf der dritten Umschlags.it• .
WILHELM WEBER'S WERKE
HERAUSGEGEBEN
VON DER
KÖNIGLICHEN GESELLSCHAF1' DER WISSENSCHAFTEN
zu
GÖTTINGEN
FÜNFTER BAND
WELLENLEHRE
BESORGT DURCH EDUARD RIECKE
~!IT XVIII TAFELN
SPRINGER-VERLAG BERLIN HEIDELBERG GMBH 1893
ISBN 978-3-662-22761-9 ISBN 978-3-662-24692-4 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-24692-4
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Vorwort fünften Bande.
ZUlll
Von den Söhnen des Wittenberger Theologen l\hcHAEL WEBER
haben sich drei dem Studium der ~aturwissenschaften gewidmet. und
der innigen geistigen Gemeinschaft, durch welche sie während ihres
ganzen Lebens verbunden blieben, haben sie in zwei epochemachenden
Werken ein Denkmal gesetzt, von denen das eine, die Wellenlehre, der
gemeinsamen Arbeit von WILHELM WEBER und dem älteren Bruder
ERNST HEINRICH, das andere, die Mechanik der Gehwerkzeuge, der
gemeinsamen Arbeit von "\VILHELM und dem jüngeren Bruder EDUARD
entsprang. In der Vorrede zu der Wellenlehre berichten die Brüder über
einen zufalligeu äusseren Anlass ihrer Untersuchungen. Man wird aber
annehmen dürfen, dass ihre Aufmerksamkeit schon friiher auf Probleme
der Wellenlehre gerichtet wurde. Einmal durch die freundschaftlichen
Beziehungen zu CHLAmlI, dem Begründer einer auf Versuchen beruhenden
Akustik, welchem das Werk gewidmet ist. Bei dem älteren Bruder aber,
der zur Zeit der gemeinsamen Arbeit schon Professor in Leipzig war,
lagen im Hintergrund der Gedanken ausserdem die physiologischen An
wendungen der Wellenlehre. Hat er doch zwei .Jahre nach dem Er
scheinen des gemeinsamen \Verkes die erste der Abhandlungen ver
öffentlicht, durch welche er der Begründer einer exakten physikalischen
Theorie des Blutkreislaufs geworden ist.
Die \Vellenlehre gehört zu den klassischen ·Werken der physi
kalischen Literatur vor Allem durch die schönen und grundlegenden
Untersuchungen über die Wellen inkompressibler Flüssigkeiten. Was
llieriiber in dem ersten Haupttheile des Werkes gesagt ist, muss noch heute
Jeder lesen, der sich eingehender mit diesem Theile der Hydrodynamik
bekannt machen will. Die zahlreichen Beobachtungen, die mit so ein
fachen Mitteln in sinnreichster \Veise ausgeführten Messungen enthalten
noch genug der Anregung für weitere experimentelle und theoretische
Untersuchungen. Der eigenthümliche Versuch, von den gefundeneu
Gesetzen der Wellenbewegung eine Brücke zu schlagen zu den Er
scheinungen der Wirbel, musste freilich sein Ziel verfehlen, da die
späteren Fortschritte der "\nssenschaften eine wesentliche Verschieden-
IY Vorwort.
heit der beiden Bewegungsarten aufdeckten. Im Zusammenhange des
Ganzen durften aber die drei Paragraphen über die Entstehung der
Wirbel nicht unterdrückt werden.
,r
Der zweite Haupttheil des Werkes behandelt die ellen in Bezug
auf Schall und Licht; er tritt dem Umfange nach gegen den ersten
zurück und besitzt auch nicht mehr eine so unmittelbare Bedeutung
wie jener. An Stelle der Andeutung des § 249 über einen Zusammen
hang zwischen dem Klang einer Saite und der Gestalt, die sie bei
ihrer Schwingung abwechselnd annimmt, ist die umfassende Theorie der
Obertöne und Vokalklänge getreten; neue Methoden der Beobachtung,
neue instrumentelle Hülfsmittel von grosseI' Vollkommenheit wurden
geschaffen, die Resultate der Forschnng durch ausgezeichnete Werke
allgemeiner zugänglich gemacht. Immer aber enthält die WEBER'sche
\Vellenlehre auch in ihrem der Akustik gewidmeten Theile eine Reihe
von grundlegenden Beobachtungen, auf welche anch jetzt noch jede
Darstellung der Akustik zurückgreifen wird. Wir erinnern mit Bezug
hierauf an die Messungen der Geschwindigkeit von Seil wellen, an die
Untersuchungen über Zungenpfeifen und über die Oerter der Stille in
der Umgebung schwingender Stimmgabeln.
Der Wellenlehre des Lichts sind nur wenige Paragraphen gewidmet;
der eigenen experimentellen Arbeit der Verfasser lag die Optik fern und
FRESNEL hatte erst wenige Jahre früher die Reihe seiner Arbeiten
eröffnet; im selben Jahre mit der Wellenlehre erschien zum ersten Male
die Uebersetzung einer FREsNEL'schen Abhandlung in den POGGEN
DORFl<,'schen Annalen der Physik.
Bei dem vorliegenden Neudruck der \Vellenlehre waren dieselben
Grundsätze maassgebend, wie bei dem Abdruck der gesammelten Ab
handlungen in den früheren Bänden. Das Zeichen für den Beginn eines
neuen Paragraphen war bei dem ursprünglichen Werke an einigen Stellen
ausgefallen, so bei § 3 und § 143, das Zeichen für § 219 war doppelt
verwandt; diese Versehen konnten an der Hand der ausftihrlichen,
dem Werke vorgedruckten Inhaltsübersicht leicht verbessert werden.
Zwischen dem Texte und den Figuren fanden sich mancherlei Ab
weichungen, indem Theile der Figuren oder einzelne Buchstaben fehlen.
Meist konnte über die kleinen Aenderungen und Ergänzungen, durch
welche die Uebereinstimmung herzustellen war, kein Zweifel bestehen.
In all diesen Fällen wurde nach den Umständen der Text oder die Figur
geändert oder ergänzt. Auf eine grössere Abweichung, welche nur durch
eine eingreifendere Umänderung des Textes ganz beseitigt werden könnte,
ist Seite 96 und 98 in einer Note aufmerksam gemacht. Bei Figur 15
ist von der Hinzuftigung der fehlenden Buchstaben Abstand genommen,
da die nöthigen Anhaltspunkte dafür nicht gegeben sind; übrigens' wird
Vorwort. v
das Verständniss des betreffenden § 94 dadurch nicht beeinträchtigt. Von
einer Uebertragung der auf Pariser Fuss bezogenen Längenmessungen
in das metrische System ist Abstand genommen. Es handelt sich bei
den Beobachtungen nicht um die Ermittelung von absoluten physikalischen
Konstanten, sondern um die messende Verfolgung von Erscheinungen,
deren Ablauf von den speciellen Verhältnissen des Versuchs abhängt.
Dagegen ist bei Gewichten, welche in dem den Physikern fremden
Medicinalgewicht angegeben sind, der Werth in Grammen hinzugefügt;
eine Uebersicht über die Einheiten des von den Verfassern gebrauchten
Medicinalgewichts ist in einer Note auf Seite 128 gegeben. Die Kolumnen
titel des Originals mussten schon wegen der Verschiedenheiten des Satzes
geändert werden. In der Regel wurde auf der linken Seite der Inhalt
des ganzen Abschnitts angegeben, während die Ueberschrift der rechten
Seite sich möglichst der ursprünglichen Fassung anschliesst. Die in der
dritten Abtheilung enthaltenen Auszüge aus den Werken von LAPLACE,
LA GRANGE, GERSTNER, POISSON und CAUCHY wurden mit den Originalen
verglichen und darnach Text und Formeln an einigen Stellen verbessert.
Zusätze und Bemerkungen des Herausgebers sind durch eckige Klammern
kenntlich gemacht. Bei der Inhaltsübersicht geben die in Klammern
gesetzten Zahlen die betreffenden Seiten des Originals.
Göttingen, im März 1893.
Eduard Riecke.
Wellenlehre
auf
Experimente gegründet
oder
über die Wellen tropfbarer Flüssigkeiten mit Anwendung auf
die Schall- und Lichtwellen.
Von den Brüdem
Ernst Heinrich \Veber
Professor in Leipzig
und
WilhelIn Weber
in Halle.
Mit XVIII Kuplertafeln.
SPRINGER-VERLAG BERLIN HEIDELBERG GMBH 1825.
Unserm verehrten Freunde
CHLADNI
dem Begründer
einer auf Versuchen beruhenden Akustik
dem Erfinder
einer neuen Klasse musikalischer Instrumente
dem ersten Erforscher
der auf die Erde niedergefallenen meteorischen Massen.
Vorrede.
Die Lehre von der Bewegung der Wellen hat in neuester Zeit
durch die Arbeiten mehrerer der ausgezeichnetsten Mathematiker und
Physiker ein allgemeineres Interesse bekommen als ehemals. Seitdem
CHLADNI seine merkwürdigen Entdeckungen in der Akustik bekannt
machte, und den Physikern in seinen wunderbar mannichfaltigen und
dennoch gesetzmässigen Klangfiguren ein Räthsel vorlegte, das bis jetzt
noch nicht gelöst ist; und SAVART diese Arbeiten durch eine Reihe
scharfsinnig erdachter Versuche vervollständigte; seitdem YOUNG die
Aufmerksamkeit der Physiker von neuem auf die Beugung des Lichts
in den Schatten hinein, und die dabei entstehenden farbigen Streifen
und Ringe lenkte, und sie zuerst durch die von NEWTON verlassene,
von mehreren berühmten Männern, von DESCARTES, HUYGHENS, EULER
angenommene Wellenlehre des Lichts erklärte, indem er die Erscheinung,
dass sich Wellen bei ihrer Durchkreuzung an gewissen Stellen aufheben,
an andern verstärken, unter dem Namen Interferenz sehr glücklich zur
Erklärung jener Erscheinungen anwendete; und FRESNEL, ARAGO und
FRAUENHOFER durch äusserst feine Beobachtungen den Verhandlungen
hierüber einen sichern Grund gaben; seitdem POISSON durch Rechnung
zeigte, dass sich alle Gesetze des Lichts mit alleiniger Ausnahme der
Farbenzerstreuung durch die Wellenbewegung eines elastischen Medii
vollkommen erklären lassen; seitdem FOURIER die Lehre von der
strahlenden Wärme gleichfalls einer tiefen analytischen Untersuchung
unterwarf und bewies, dass die Resultate seiner Rechnung und seiner
Experimente in gleichem Grade erlaubten, dass mau die von ihm unter
suchten Erscheinungen der Wärme durch einen bewegten Wärmestoff
zu erklären unternähme, als dass man sie auf die Gesetze der "\Yellen
bewegung zurückzuführen versuchte, und endlich POISSON und CAUCHY
mit einem sehr genügenden Erfolge die Wellen bewegung des Wassers
durch Rechnung enthüllten, war es zu erwarten, dass sich irgend jemand
fande, der, aufmerksam gemacht durch das wissenschaftliche Bedürfniss,
die Wellen der tropfbaren Flüssigkeiten einer Experimentaluntersuchullg
unterwürfe, da sich bei ihnen nicht nur die Bewegung der Wellen selbst,