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Die Broumsche Molekularbewegung.
Von Prof. Dr. Kirchberger (Berlin-Nikolassee). 1.
Ob der Spruch: Nichts in der Welt ist unbedeutend in dem Sinne gilt, wie ihn Seni im Wallenstein auffaßt, kann man Wohl billig bezweifeln. Aber daß sehr vieles, was dem ungeübten Blick ganz unbedeutend und nichtssagend aussieht, in den Händen der Wissenschaft weitragende Bedeutung gewinnen kann, das ist auch sicher. Ein ungewöhnlich lehrreiches Beispiel dieser Art bildet eine Beobachtung, die ein englischer Arzt namens Brown im Jahre 1827 machte: Er bemerkte beim Mikroskopieren allerlei sonderbare, hin- und herzuckende Bewegungen, die irgendwelche, in der Mikroskopierflüssigkeit befindliche Teile ausführten. Man sieht dergleichen unter dem Mikroskop nicht selten, aber die wenigsten ahnen Wohl, welche grundsätzliche Bedeutung diese gänzlich unscheinbaren, regellos durcheinandergehenden Bewegungen im Lause der letzten Jahre gewonnen haben. Sie sind von entscheidender Wichtigkeit geworden für einen Grundpfeiler unserer ganzen heutigen Naturanschauung, nämlich den Atomismus und können auch als Schulbeispiel dafür gelten, wie ein zuerst' völlig aussichtslos erscheinendes Problem geradezu restlos gelöst werden kann.
Die Bewegungen rühren nämlich her von den Stößen, die kleine lose umherschwimmende Teilchen von der Bewegung der Moleküle empfangen, die wir uns untrennbar mit der Wärme verbunden denken. Es ist ähnlich wie wenn man aus weiter Ferne einen Kahn betrachtet, der auf bewegtem Wafser schaukelt. Die Wasserwellen sind vielleicht viel zu unbedeutend um wahrgenommen zu werden. Aber an der von ihnen veranlaßten Bewegung des Nachens können sie erkannt werden. Nun nimmt die Physik recht schnelle Bewegungen der Moleküle an, beispielsweise erfordert die Theorie für Luftteilchen unter gewöhnlichen Umständen Geschwindigkeiten von etwa 400—500 Meter in der Sekunde, also erheblich mehr, als die Schallgeschwindigkeit beträgt. Eine noch weiter gesteigerte Geschwindigkeit ist das, was wir als erhöhte Temperatur empfinden. Wenn wir nun auch über die innere Natur der Flüssigkeiten nicht so gut unterrichtet sind wie über die der Gase, so ist doch sicher, daß auch innerhalb flüssiger ebenso übrigens wie innerhalb fester Stoffe ähnliche Molekularbewegungen stattfinden, und sie also sind es, die die unter dem Mikroskop sichtbare Bewegung veranlaßt haben.
Nun denkt vielleicht der Leser: Also schön, dann weiß ich ja Bescheid und kann nun meines Weges ziehen. Ich bedaure aber, ihn trotzdem vorläufig noch nicht entlassen zn können. Eine derartige Antwort, wie ich sie hier gegeben habe, würde nämlich keinen Physiker befriedigen. Er würde sagen: Ein ganz hübscher Einfall vielleicht, aber doch noch keine Theorie. Bon einer Theorie verlange ich, daß sie die Anwendung der Mathematik und Ausrechnung von Zahlen gestattet, und diese will ich durch das Experiment nachprüfen. Im vorliegenden Fall akfo ist es Ausgabe der Theorie festzustellen, wie die Bewegung sich ändert, wenn die Temperatur höher oder niedriger wird, welchen Einfluß die Größe der bewegten Teilchen selbst auf ihre Geschwindigkeit hat und auch was die Natur der Flüssigkeit in der sich der ganze Vorgang abspielt, für eine Rolle dabei spielt. Denn wie sich der Kahn des obigen Beispiels in klarem