Part 6

Es zeigte sich also, daß das *Gay-Lussac*sche Gesetz für die verschiedenen Gase zwar annähernd, aber nicht in aller Strenge richtig ist. Woran das liegt, vermochte *Magnus* nicht zu sagen. Doch fiel ihm auf, daß die leicht zu verflüssigenden Gase (Kohlendioxyd und Schwefeldioxyd) am meisten von dem für die Luft gefundenen Wert abweichen, während die Ausdehnungskoeffizienten der damals noch als permanent geltenden Gasarten (Luft und Wasserstoff) übereinstimmen. An diesem Punkte setzten die mit einem ganz außerordentlichen Aufwand an experimentellen Hilfsmitteln und mit größter Schärfe angestellten Untersuchungen von *Regnault* ein. Sie ergaben, daß die bisher für die Gase angenommenen Grundgesetze in aller Schärfe nur für den vollkommenen Gaszustand (gleichsam für ein ideales Gas) gelten, einen Zustand, dem sich die Gase, die uns die Natur darbietet, nur mehr oder weniger annähern. Vor allem fand *Regnault*, daß die Abweichungen um so größer werden, je mehr man durch Druck die Teilchen des Gases einander nähert. Offenbar wird dadurch den molekularen Anziehungskräften ein größerer Spielraum zu ihrer Betätigung gewährt. Schon für die aus permanenten Gasen bestehende Luft zeigte es sich, daß ihr Ausdehnungskoeffizient mit dem Drucke merklich zunimmt. Mit anderen Worten: Die Luft dehnt sich zwischen denselben Temperaturgrenzen um so beträchtlicher aus, je näher ihre Teilchen sich beieinander befinden. Noch deutlicher und in gleichem Sinne trat diese Abweichung bei denjenigen Gasen hervor, die leicht in den flüssigen Zustand übergeführt werden können, z. B. beim Schwefeldioxyd[43].

Die Erkenntnis, daß die Ausdehnung der Gase keineswegs in aller Strenge den einfachen Gesetzen folgt, die man solange als richtig betrachtet hatte, mußte auch den Wert des Luftthermometers beeinträchtigen. Das Luftthermometer hatte bis zu den Untersuchungen von *Regnault* als ein Normalthermometer gegolten. Man hatte geglaubt, in diesem Instrument ein Mittel zum Messen absoluter Wärmegrade zu besitzen. Jetzt ergab sich, daß seine Angaben der Zunahme der Wärme nicht genau proportional sind. Es besitzt demnach keinen höheren Rang als die übrigen Thermometer, deren Gang eine mehr oder weniger verwickelte Funktion der Temperaturzunahme ist. Auf diesem Gebiete wie überall war das Hauptergebnis der mit immer größerer Genauigkeit und mit Berücksichtigung möglichst aller Nebenumstände angestellten Messungen, daß absolute Vergleichspunkte und Vergleichssysteme nicht zu erlangen sind, sondern alle unsere Erkenntnis nur relativ ist. In der Astronomie hatte lange Zeit die Sonne als Beziehungspunkt gegolten. Ferner hatte man den Fixsternhimmel für ein unveränderliches Vergleichssystem gehalten. Seit der Entdeckung der Eigenbewegung der Sonne und aller übrigen Fixsterne gibt es genau genommen in der Astronomie kein absolutes Maß mehr. Ähnlich ist es seit der Aufstellung der Evolutionstheorie auf dem Gebiete der Biologie geworden. Der Artbegriff, der früher als etwas Feststehendes galt, hat nur noch einen relativen Wert. Ebenso hat sich in der Chemie das Element den Untersuchungen über die Radioaktivität zufolge als kein absolut unveränderlicher Komplex von Eigenschaften, sondern als etwas Wandelbares, nur relativ Bestimmtes ergeben.

Von Bedeutung für die Physik der Gase, sowie für manche anderen Gebiete war auch die Erfindung der Quecksilberluftpumpe durch den Mechaniker *Geißler* (1857) und ihre Verbesserung durch *Toepler* (1861). Die Anregung zur Konstruktion dieses wichtigsten unter den neueren aerostatischen Apparaten ging von einem Physiologen aus, der sich des Vakuums bedienen wollte, um die in dem Blute gelösten Gase zu erhalten. Handelte es sich bei der Quecksilberluftpumpe auch um einen alten Gedanken, so ist die praktische Durchführung dieses Gedanken doch ein Triumph des neueren Instrumentenbaues. *Toeplers* »Quecksilberluftpumpe ohne Hähne, Ventile und schädlichen Raum« übertraf die Luftpumpen der alten, auf *Guericke* zurückgehenden Konstruktion in solchem Maße, daß sie einen tausendmal so großen Verdünnungsgrad ergab. Die Erfindung der Quecksilberluftpumpe, deren Prinzip ja darin besteht, die zu evakuierenden Gefäße in häufiger Wiederholung mit der *Torricelli*schen Leere in Verbindung zu setzen, führte zur Herstellung der *Geißler*schen Röhren und zur Entdeckung der Kathoden- und der Röntgenstrahlen. Auch für die Elektrotechnik, die sich der Quecksilberluftpumpe zur Herstellung evakuierter Glühlampen bediente, ist es fruchtbar geworden. Ein schönes Beispiel, wie ein Fortschritt auf einem Gebiete häufig zahlreiche Fortschritte in anderen, oft weit entlegenen Zweigen der Forschung oder der Praxis bedingt.

Die Versuche, die sich an die genauere Bestimmung des Ausdehnungskoeffizienten der Luft anschlossen, hatten zu der Erkenntnis geführt, daß die Gase in ihrem Verhalten um so mehr von den für einen gleichsam idealen Zustand geltenden Gesetzen *Boyles* und *Gay-Lussacs* abweichen, je mehr die Gase sich ihrem Kondensationspunkt nähern. Ganz zutreffend hatte *Regnault* diese Erscheinung auf das mit der Annäherung der Teilchen verbundene Auftreten molekularer Kräfte zurückgeführt. Die weiteren Untersuchungen ließen immer deutlicher erkennen, daß sich eine scharfe Grenze zwischen dem gasförmigen und dem dampfförmigen Zustand, ja zwischen den Aggregatszuständen überhaupt nicht angeben läßt. Daß die Gase nichts anderes als weit von ihrem Kondensationspunkt entfernte Dämpfe sind, hatten schon die Versuche *Faradays* wahrscheinlich gemacht. Trotzdem waren die Bemühungen, Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff und einige andere Gase zu verflüssigen, vorerst erfolglos geblieben, obgleich man starke Druckkräfte und gleichzeitig eine Kältemischung aus Kohlendioxyd und Äther anwandte, mit der sich eine Temperatur von -78° Celsius erreichen ließ.

Einen großen Fortschritt in der Deutung der verschiedenen Aggregatszustände bewirkte die Untersuchung, welche *Andrews*[44] über die Kontinuität des gasförmigen und des flüssigen Zustandes der Materie veröffentlichte. *Andrews* stellte seine Beobachtungen besonders an Kohlendioxyd an, einem Gas, das *Faraday* durch Zusammenpressen verflüssigt und *Thilorier* zuerst in größerer Menge im flüssigen und durch Verdunstung der Flüssigkeit im festen Zustande erhalten hatte. *Andrews* komprimierte Kohlendioxyd bei verschiedenen Temperaturen in Glasgefäßen. Dabei machte er die merkwürdige Entdeckung, daß sich oberhalb einer gewissen Temperatur (31° C), die *Andrews* die kritische Temperatur des betreffenden Gases nannte, keine Verflüssigung des Kohlendioxyds bewirken läßt, selbst wenn man den Druck bis zu beliebiger Höhe steigert. Das Eigentümliche dieses als »überkritisch« bezeichneten Zustandes erkennt man am besten aus folgender Schilderung des Entdeckers: »Bei der teilweisen Verdichtung von Kohlendioxyd durch bloßen Druck und gleichzeitiger allmählicher Steigerung der Temperatur bis auf 31° C wurde die trennende Fläche zwischen der Flüssigkeit und dem Gase immer undeutlicher, sie verlor ihre Krümmung und verschwand endlich ganz. Der Raum war dann erfüllt von einer homogenen Substanz, die bei einer plötzlichen Verringerung des Druckes oder der Temperatur ein eigentümliches Aussehen annahm. Es machte den Eindruck, als ob flatternde Streifen sich durch die ganze Masse bewegten.«

Es erhob sich die Frage, ob man es hier mit dem gasförmigen oder mit dem flüssigen oder gar mit einem neuen Zustande zu tun habe. Die Deutung, welche *Andrews* der von ihm beobachteten Erscheinung gab, konnte nur dahin lauten, daß wir es bei dem gewöhnlichen Gas- und bei dem gewöhnlichen Flüssigkeitszustande mit zwei weit voneinander getrennten Formen ein- und desselben Aggregatszustandes zu tun haben. Durch eine Reihe allmählicher Abstufungen lassen sich nämlich diese Formen so ineinander überführen, daß nirgends eine Unterbrechung bemerkbar ist. Vom vollkommenen Gase bis zur vollkommenen Flüssigkeit erfolgt der Übergang durch einen kontinuierlichen Vorgang. Das Kohlendioxyd bleibt bei Temperaturen über 31° C gasförmig, selbst wenn das Gas ein geringeres Volumen einnimmt, als es im flüssigen Zustande besessen hätte. Das gleiche Verhalten zeigen die übrigen, auf ihre kritische Temperatur und ihren überkritischen Zustand von *Andrews* untersuchten Gase, wie Ammoniak, Stickstoffoxyd usw.

Auch die Unterscheidung von Gas und Dampf erwies sich als eine ganz willkürliche und in wissenschaftlicher Hinsicht wertlose. Äther im gasförmigen Zustande hatte man als Dampf, Schwefeldioxyd dagegen in demselben Zustande als Gas bezeichnet. Dennoch sind beide Verbindungen Dämpfe, von denen der eine (Äther) aus einer bei +35° siedenden, der andere aus einer bei -10° siedenden Flüssigkeit hervorgeht. Ausschlaggebend war also nur der an sich unbedeutende Umstand, daß der Siedepunkt des Äthers höher und derjenige des Schwefeldioxyds tiefer liegt als die durchschnittliche Temperatur der Atmosphäre. Eine bessere Unterscheidung des dampfförmigen und des gasförmigen Zustandes läßt sich dagegen nach *Andrews* unter Beachtung der kritischen Temperatur des betreffenden Stoffes treffen. So würde Kohlendioxyd bei Temperaturen, die über +31° liegen, als Gas anzusprechen sein, weil es bei solchen Temperaturen durch keinen noch so hohen Druck verflüssigt werden kann. Unterhalb des kritischen Punktes, in einem Zustande, in dem die Substanz gasförmig und flüssig bestehen kann, wäre sie dagegen als Dampf zu betrachten.

Aus den Untersuchungen *Andrews* ging nun auch mit größter Wahrscheinlichkeit hervor, weshalb es trotz der Anwendung großer Druckkräfte noch nicht gelungen war, die sogenannten permanenten Gase, nämlich Sauerstoff, Stickstoff und Wasserstoff zu verflüssigen. Offenbar hatte man die Abkühlung nicht bis unter den kritischen Punkt getrieben. Sobald man diesen Umstand in Betracht zog, gelang es Sauerstoff und Stickstoff in den flüssigen Zustand überzuführen[45]. Beim Sauerstoff geschah dies unter einem Druck von 500 Atmosphären und bei einer Temperatur von -140°. Die kritische Temperatur des Sauerstoffs wurde zu -118°, sein Siedepunkt zu -182° ermittelt. Später gelang auch die Verflüssigung von Wasserstoff, dessen kritische Temperatur und dessen Siedepunkt noch tiefer liegen. Am schwierigsten war die Verflüssigung des Heliums, das 1868 von *Lockyer* auf spektroskopischem Wege in der Sonne entdeckt und später als Bestandteil der Atmosphäre und des Minerals *Cleveït* nachgewiesen wurde. Es wurde erst durch *Ramsay* in den flüssigen Zustand übergeführt. Seine kritische Temperatur und sein Siedepunkt kommen dem absoluten Nullpunkt nahe.

Auf die Entwicklung der Kälteindustrie, die sich an diese Kette von Untersuchungen anschloß, kann hier nicht näher eingegangen werden. Theoretisch fanden die Forschungen über die Natur des gasförmigen Zustandes einen gewissen Abschluß durch *van der Waals*[46]. Es gelang ihm unter Berücksichtigung der mit der Verringerung des Volumens der Gase zunehmenden Molekularattraktion eine Gleichung aufzustellen, die sowohl den gasförmigen als den flüssigen Zustand in sich begreift. Diese *van der Waal*sche Zustandsgleichung ist als eine Erweiterung der Formel V . P = R . T zu betrachten, die für das *Mariotte-Gay-Lussac*sche Gesetz gilt[47]. Diese Formel nimmt bei *van der Waals* den Ausdruck

(V - b)(P + a/V^2) = RT

an. Die Werte a und b sind gewisse, für jedes Gas erst zu ermittelnde konstante Größen. *Van der Waals* berechnete sie für Kohlendioxyd zu 0,00874 und 0,0023. Für dieses Gas besitzt die Zustandsgleichung somit die Form

(V - 0,0023)(P + 0,00874/V^2) = R . T

Diese Formel entspricht nicht nur den von *Andrews* bei der Verdichtung des Kohlendioxyds erhaltenen Werten, sondern auch dem Verhalten des flüssigen Kohlendioxyds.

Von der größten Wichtigkeit für die neuere Physik und Chemie waren die Anschauungen, die *Avogadro*[48] über die molekulare Zusammensetzung der Gase entwickelte. Daß wir *Avogadros* Hypothese erst an dieser Stelle würdigen, obgleich er sie schon 1811 aufstellte, ist darin begründet, daß diese Hypothese zunächst kaum beachtet wurde. Erst um die Mitte des 19. Jahrhunderts hatte sich durch das Emporblühen der organischen Chemie und der Physik der Gase der Begriff des Moleküls soweit entwickelt, daß die *Avogadro*sche Hypothese in ihrer vollen Bedeutung erkannt und zur Grundlage der Molekulartheorie gemacht werden konnte.

*Avogadros* Hypothese erwuchs aus dem Bestreben, für das so gleichartige Verhalten, das die Gase trotz aller Verschiedenheit in ihrer chemischen Zusammensetzung gegenüber den Druck- und Temperaturveränderungen, sowie beim Eingehen von chemischen Verbindungen zeigen, eine gemeinsame Ursache aufzufinden. Die unmittelbare Anregung erhielt *Avogadro* durch *Gay-Lussacs* kurz vorher (1809) gemachte Entdeckung des Volumgesetzes. Es besagt, daß die Verbindungen der Gase nach einfachen Volumverhältnissen erfolgen und daß, wenn die Verbindung gasförmig ist, ihr Volumen gleichfalls in einem einfachen Verhältnis zu demjenigen Volumen steht, das die Gase vor ihrer Verbindung einnahmen[49]. Diese Tatsachen suchte *Avogadro* durch die Annahme zu erklären, daß gleiche Volumina der verschiedensten Gase gleichviel Moleküle enthalten. Vorausgesetzt wird selbstverständlich, daß die Gase unter ein und demselben Drucke stehen und bei gleicher Temperatur gemessen werden.

Um vergleichbare Werte zu erhalten, waren daher die gemessenen Gasvolumina, bevor man sie unter dem Gesichtspunkt der *Avogadro*schen Regel betrachtete, auf Normaldruck (1 Atm.) und Normaltemperatur (0°) zurückzuführen. *Avogadro* erkannte in seiner Regel ein Mittel, um die relativen Gewichte der Moleküle solcher Stoffe zu bestimmen, die gasförmig sind oder leicht vergast werden können. Die Molekulargewichte zweier Gase verhalten sich nämlich, wenn man *Avogadros* Hypothese als richtig voraussetzt, wie ihre Dichtigkeiten. Für Stickstoff und Wasserstoff verhalten sich diese z. B. nach *Avogadro* wie 13,24 : 1 (das heute als gültig anerkannte Verhältnis ist 14,01 : 1).

Die Tatsache, daß sich ein Raumteil Stickstoff mit drei gleichgroßen Raumteilen Wasserstoff verbindet, bedeutet nach *Avogadros* Regel, daß jedes Molekül Ammoniak durch die Einwirkung eines Stickstoffmoleküls auf drei Wasserstoffmoleküle entsteht. *Avogadro* mußte nämlich für die Elemente annehmen, daß ihre freiexistierenden Teile nicht die Atome sind, sondern daß sich die freiexistierenden Teilchen aus Atomen zusammensetzen. Da beispielsweise in den zwei Raumteilen Ammoniak, die sich aus Stickstoff bei seiner Vereinigung mit Wasserstoff bilden, die doppelte Zahl von Molekeln enthalten ist, die sich in dem einen Raumteil Stickstoff findet, der in die Verbindung eingeht, da ferner in jedem Ammoniakmolekül Stickstoff enthalten ist, der aus dem einen Raumteil herstammt, so muß letzterer, damit der *Avogadro*schen Hypothese entsprochen ist, aus Molekeln bestehen, von denen jedes zwei Atome Stickstoff enthält[50].

Eine wichtige Stütze erhielt die *Avogadro*sche Regel dadurch, daß das für manche Stoffe durch andere physikalische Methoden oder auf rein chemischem Wege gefundene Molekulargewicht mit dem aus der Dampfdichte abgeleiteten Molekulargewicht in vollem Einklang stand.

Gewisse scheinbare Abweichungen bestätigten nur die Regel, da sich die abnormen Dampfdichten, mit denen man später bekannt wurde, auf einen teilweisen oder vollständigen Zerfall der Moleküle zurückführen ließen. Derartige Vorgänge hat man als Dissoziationen bezeichnet. Ihr Studium hat einen tiefen Einblick in das Wesen der chemischen Verwandtschaft erschlossen[51].

Unabhängig von *Avogadro* gelangte auch der französische Physiker *Ampère*[52] zu der Vorstellung, daß »die Zahl der Moleküle dem Volumen der Gase proportional ist«[53]. *Ampère* ging davon aus, daß alle Gase gegenüber Druck- und Temperaturveränderungen das gleiche Verhalten zeigen. Er erklärte dies aus der Annahme, daß die Moleküle der Gase soweit von einander entfernt seien, daß die Kohäsion und die Affinität nicht mehr zwischen ihnen wirke. Die Entfernungen hingen vielmehr nur vom Druck und von der Temperatur ab. Aus diesem Grunde seien die Gasmolekel bei gleichem Druck und gleicher Temperatur gleich weit von einander entfernt.

Der weitere Ausbau des durch *Avogadros* Theorie erschlossenen Gebietes hing von der Entwicklung der gasometrischen Methoden ab. Einen für leicht flüchtige Verbindungen geeigneten Apparat gab schon *Gay-Lussac*[54] an. Er ließ in einer mit Quecksilber gefüllten, weiten Glasröhre BV, die in einer Quecksilberwanne stand, ein dünnwandiges Glaskügelchen emporsteigen, das eine abgewogene Menge der Substanz enthielt[55]. Dann wurde die Glasröhre mit ihrem Inhalt auf eine Temperatur erwärmt, die zum Zersprengen der Glaskugel und zum Verdampfen der eingeschlossenen Substanz genügte. Dies geschah, indem man in ein weites, die Glasröhre völlig einschließendes Gefäß (MM) eine Flüssigkeit goß und den ganzen Apparat erwärmte. Aus dem Gewicht der Substanz, dem Volumen des Dampfes, seiner Temperatur und seiner Spannung ließ sich die Dampfdichte berechnen.

Weit vollkommener und auch für schwerer flüchtige Stoffe geeignet war das von *Dumas* benutzte Verfahren[56], das Abbildung 5 erläutert. *Dumas* ging von einem bekannten Volumen aus. Er brachte in einen Glaskolben weit mehr von der Substanz als zur Ausfüllung des Kolbens mit Dampf nötig war. Darauf wurde der Kolben je nach der Höhe des Siedepunktes in ein Wasser-, Säure- oder Metallbad RR gebracht. In diesem Bade wurde er auf eine etwas über dem Siedepunkt der Substanz liegende Temperatur erhitzt. Infolgedessen entwich aus der Spitze des Kolbens ein Dampfstrom, der die Luft daraus verdrängte und so lange dauerte, bis die Substanz völlig vergast war. Dann wurde die Spitze zugeschmolzen, und der Kolben nach dem Erkalten mit seinem Inhalt gewogen. Den Inhalt des Kolbens bestimmte man, indem man seine Spitze unter Quecksilber abbrach. Letzteres füllte den Kolben, da sich der Dampf verdichtet hatte, völlig aus, so daß sich aus der eingedrungenen Menge Quecksilber der Inhalt des Kolbens berechnen ließ.

Aus diesen Apparaten haben sich die neueren zur Bestimmung der Dampfdichte ersonnenen Vorrichtungen entwickelt[57].

Auch auf den Gebieten der Optik und der Wärmelehre sind in dieser zur Aufstellung des Energieprinzips hinüberleitenden Periode eine Reihe von wichtigen theoretischen Fortschritten, Entdeckungen und Erfindungen zu verzeichnen. Auf dem Gebiete der Optik bestand das wichtigste Ereignis darin, daß der Sieg der Undulations- oder Wellentheorie über die Emissionstheorie durch *Fresnels* Untersuchungen entschieden wurde. Dies geschah in dem Jahrzehnt von etwa 1820-1830[58].

Am meisten Schwierigkeiten machte es, die Doppelbrechung aus der Annahme zu erklären, daß das Licht in transversalen Schwingungen des Äthers besteht. Mit den Erscheinungen der Doppelbrechung und der Polarisation durch Doppelbrechung hatte sich schon *Huygens*, der Urheber der Wellentheorie, beschäftigt[59]. In seiner 1690 erschienenen Abhandlung über das Licht erklärte er die am Kalkspat entdeckte Doppelbrechung durch die Annahme, daß sich das Licht in diesem Mineral in sphäroidischen Wellen fortpflanze. Für die Polarisation fand *Huygens* keine Erklärung, weil er voraussetzte, daß das Licht wie der Schall auf longitudinalen Schwingungen beruhe. Nachdem man durch die Tatsachen zu der Annahme transversaler Schwingungen genötigt worden war, lag es nahe, die für die elastischen festen Körper entwickelte Theorie derartiger Schwingungen in die theoretische Optik einzuführen. Dies geschah fast gleichzeitig durch *Cauchy*[60] und durch *Franz Neumann*[61]. Beide machten ihre Untersuchungen unabhängig von einander, *Cauchy* mehr vom mathematischen und *Neumann* mehr vom physikalischen Standpunkte aus. *Neumann* hat seine Theorie im Jahre 1832 veröffentlicht[62]. Er fand, daß in einem kristallinischen Medium die Bewegungen im allgemeinen in drei aufeinander senkrechten Richtungen stattfinden, nämlich parallel den drei Achsen des Ellipsoids.

Während *Fresnel* angenommen hatte, daß die Schwingungen beim polarisierten Licht senkrecht zur Polarisationsebene erfolgen, definierte *Neumann* als Polarisationsebene diejenige Ebene, welche durch die Wellenebene und die Schwingungsrichtung gelegt ist. Daß sich die Erscheinungen der Polarisation aus beiden Annahmen erklären ließen, rührt daher, daß *Fresnel* und *Neumann* bezüglich der Beschaffenheit des Lichtäthers von verschiedenen Voraussetzungen ausgingen. Nach *Neumann* ist die Dichtigkeit des Äthers in allen Medien die gleiche, die Elastizität indessen verschieden, während *Fresnel* für die verschiedenen Medien Unterschiede in der Dichtigkeit des Äthers annahm.

*Neumann* war auch einer der ersten, der sich mit der in nichtkristallisierten Körpern durch Druck- und Wärmewirkung künstlich hervorgerufenen Doppelbrechung befaßte. Er zeigte, daß in diesem Falle dieselben Gesetze wie für kristallinische Substanzen gelten[63].

Anknüpfend an die Wellentheorie des Lichtes entwickelte *Doppler* im Jahre 1842 in seiner Abhandlung »Über das farbige Licht der Doppelsterne und einiger anderer Gestirne des Himmels[64]« das nach ihm benannte Prinzip, daß die Höhe eines Tones, sowie die Art eines Lichteindrucks davon abhängen, ob sich die Entfernung zwischen der Wellenquelle und dem empfindenden Organ vergrößert oder verringert.

In dieser Abhandlung[65] weist *Doppler* darauf hin, daß man sowohl in der Licht- und Schalllehre, wie auch in der allgemeinen Wellenlehre auf einen Umstand bisher keine Rücksicht genommen. Betrachte man nämlich die Licht- und Schallwellen als die Ursachen der Licht- und Schallempfindungen und nicht bloß als objektive Vorgänge, so müsse man nicht nur danach fragen, in welchen Zeitintervallen die Wellenbewegung an und für sich vor sich gehe, sondern in welchen Intervallen und in welcher Stärke die Äther- und die Luftschwingungen vom Auge oder von dem Ohre des Beobachters aufgenommen und dementsprechend empfunden würden.

»In der Tat scheint nichts begreiflicher«, sagt Doppler, »als daß die Zeit, die zwischen zwei Wellenschlägen verfließt, für einen Beobachter sich verkürzen muß, wenn er den ankommenden Wellen entgegeneilt, dagegen sich verlängern, wenn er ihnen enteilt, und daß gleichzeitig im ersteren Falle die Intensität des Wellenschlages größer werden, im zweiten Falle dagegen abnehmen muß. Bei einer Bewegung der Wellenquelle selbst findet natürlich eine ähnliche Veränderung in demselben Sinne statt.«

Die experimentelle Bestätigung des *Doppler*schen Prinzips, soweit es sich um akustische Vorgänge handelt, gelang *Buys-Ballot*. Er stellte seine Versuche auf einem in Bewegung begriffenen Eisenbahnzuge an. Es ergab sich für einen auf der Station verweilenden Beobachter, daß der Ton eines auf dem Zuge gegebenen Signals höher würde, wenn der Zug sich näherte und tiefer, wenn er sich entfernte. Und zwar entsprachen die Änderungen in der Tonhöhe der von *Doppler* aufgestellten Theorie.

Weit schwieriger als der akustische war der optische Nachweis der Richtigkeit des *Doppler*schen Prinzips, da selbst die kosmischen Ortsveränderungen im Verhältnis zur Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Lichtes nur gering sind.