Theorie der Pyroelektricität von Thomson und Riecke.
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Bezüglich des zeitlichen Verlaufs der Ladung tj während der Abkühlungergab sich, dass er dem Gesetze folgt
qe-~ ai — de-? 1 *i) = H •-,
worin H das erreichte Maximum der Ladung, t die seit dessen Eintritt ver-gangene Zeit, a den Coefficienten des NEWTON’schen Etkaltungsgesetzes, und qeine der oberflächlichen Leitungsfähigkeit des Krystalls proportionale Grösse be-zeichnet. Letztere eiwies sich allerdings selbst je nach der Beschaffenheit derKrystalle mehr oder weniger abhängig von der Temperatur, und zwar nahm siemeist mit sinkender Temperatur zu, offenbar in Folge der dann eintretendenCondensation einer Feuchtigkeitsschicht auf der Oberfläche der Krystalle.
Theoretische Vorstellung von W. Thomson; Fundamentalversuche
von Riecke.
Das soeben angeführte Gesetz der Elektricitätsentwickelung eines sich freiabkühlenden Turmalins hat Riecke 1. c. pag. 430 theoretisch abgeleitet aufGrund der von W. Thomson 1 ) zuerst ausgesprochenen Annahme, dass sich einpyroelektrischer Krystall mit einer polaren Symmetrieaxe in einem Zustandpermanenter gleichförmiger dielektrischer Polarisation nach jener Axe befinde,also einem permanenten Magnete zu vergleichen sei, und dass die Intensitätdieser natürlichen dielektrischen Polarisation eine Function der Temperatur sei.Ist der Krystall von einem nicht völlig isolirenden Medium umgeben, oder istseine Oberfläche etwas leitend, so inducirt jene innere Polarisation eine elek-trische Oberflächenbelegung, welche ihre Wirkung nach aussen hin genau com-pensirt; daher entzieht sich der natürliche Polarisationszustand für gewöhnlichder Wahrnehmung. Erleidet nun aber der Krystall eine Temperaturänderung,so ändert sich die innere Polarisation sogleich in entsprechendem Maasse, währendzur Herausbildung der den neuen Polarisationszustand compensiienden Ober-flächenschicht längere Zeit erforderlich ist; in Folge davon übt der Krystallwährend der Temperaturänderung auf seine Umgebung elektrische Kräfte aus,welche zunächst von Null an zu einem gewissen Maximum anwachsen und dannasymptotisch wieder auf Null sinken. Ist diese Vorstellung richtig, so mussein Turmalin, der, anfangs unelektrisch, in einer völlig isolirenden Umgebungerkaltet, die während der Abkühlung auftretende elektrische Polarität dauerndbehalten. Dies fand nun Riecke 3 ) auch durch den Versuch bestätigt, indem ererhitzte Turmalinkrystalle unter einer Luftpumpenglocke, in welcher die Luftsorgfältig getrocknet, von Staub befreit und schwach verdünnt war, isolirt auf-hing und die Divergenz eines darunter stehenden Goldblattelektroskops beob-achtete; es zeigte sich bei mehreren Turmalinen noch nach 20 bis 30 Stundeneine merkliche Ladung, während die Zeit, nach welcher der Ueberschuss ihrerTemperatur über diejenige des Abkühlungsraumes bis auf gesunken warnur etwa 1 Stunde betrug.
Durch eine zweite Versuchsreihe wies Riecke 3 ) nach, dass das Vorzeichender von einem Turmalin entwickelten Elektricität während der ganzen Abkühlungdasselbe bleibt, wie es nach der THOMSON’schen Anschauung zu erwarten war.
*) W. Thomson, On the thermoelectric, thermomagnetic and pyroelectric properties ofmatter, Nichol’s Cyclopaedia of Phys. Sc. 2. ed. 1860. Phil. Mag. (5) 5, pag, 26. 1878.Math.-pliys. Papers I, pag. 315.
a ) Riecke, Wied. Ann. Bd. 31, pag. 889. 1887.
3 ) Riecke, 1 . c., pag. 902.