Bicykel-Modell nach Ludwig BoltzmannLIDO SOURCE LIDO version

Foto: © Esther Wendt / Peter Doppler

Inventarnummer:UM HP 56
Vitrinennummer:620084970000
Forschungsbereich:Elektromagnetismus
Objektbeschriftung/Logo:"K. Ansperger / Dr. A. Hohenester " (Plakette)
Herstellungsjahr:1989
Hersteller:Kurt Ansperger (Werkstätte des Instituts für Physik der Universität Graz)
Material:Metall, Holz, Kunststoff
Personen:Hans Benndorf GND
Ludwig Boltzmann GND
Permalink:https://gams.uni-graz.at/o:phs.56
Lizenz:Creative Commons BY-NC 4.0

Kurzbeschreibung

Dieses so genannte Bycikel-Modell wurde im Jahr 1989 in der Werkstätte des Instituts für Physik der Universität Graz von Kurt Ansperger hergestellt. Es handelt sich um den zweiten Nachbau eines Original-Modells, welches Ludwig Boltzmann während seiner zweiten Grazer Professur (1876 – 1890) zu Demonstrationszwecken der induktiven Kopplung zweier elektrischer Stromkreise entwickelt hatte. Gebaut wurde das Original-Modell von dem Institutsmechaniker Anton von Gasteiger. Im Jahr 1891 ließ Boltzmann schließlich von München aus in Graz einen verbesserten ersten Nachbau des Bycikels-Modells anfertigen, den er in mehreren seiner Publikationen auch ausführlich beschrieb. (S.K.)

Kontext

Während die von Hans Benndorf geführte Inventarliste des Instituts für Experimentalphysik aus dem Jahr 1914 an entsprechender Stelle lediglich einen „unerklärlichen Apparat (nach Boltzmann)“ vermerkt, fasst der ehemalige Leiter der Abteilung für Fachdidaktik der Physik sowie der Arbeitsgruppe für Physikgeschichte am Institut für Experimentalphysik der Universität Graz, Adolf Hohenester, die Funktion des Bycikel-Modells mit folgenden Worten zusammen:

„Mit Hilfe ausgeklügelter Vorrichtungen zur Regulierung der Trägheitsmomente der drehbaren Teile, die aus der Steuerung von Dampfmaschinen abgeleitet sind (z.B. Fliehkraftregler), ist es möglich, die Phänomene der Induktion und der Selbstinduktion von elektrischen Strömen zu simulieren, insbesondere auch die Lenzsche Regel, wonach der induzierte Strom der induzierenden Ursache entgegenwirkt. Eben dies ist mit Hilfe des Modells darstellbar, wenn man den unteren Teil des Apparates dreht: solange die Geschwindigkeit wächst, dreht sich der obere Teil entgegengesetzt; bei konstanter Drehung des unteren ist der obere Teil in Ruhe; nimmt die Geschwindigkeit des unteren Teiles ab, so dreht sich der obere Teil gleichsinnig. Die Trägheitsmomente der an den Armen oben und unten befestigten Massen simulieren jeweils die Selbstinduktionskoeffizienten von Stromkreisen; das Trägheitsmoment der Masse der mittleren Arme entspricht dem Koeffizienten ihrer gegenseitigen Induktion. Darüber hinaus können weitere Erscheinungen der Induktion dargestellt werden (s. Boltzmanns Erläuterungen in seinen Vorlesungen zu Maxwells Theorie der Elektrizität und des Lichtes, vor allem vierte und sechste Vorlesung).“

Literatur

  • Ludwig Boltzmann, Vorlesungen über Maxwells Theorie der Elektrizität und des Lichtes, Leipzig 1891.
  • Ludwig Boltzmann, Über die Grundprinzipien und Grundgleichungen der Mechanik. (Vorlesungen, gehalten an der Clark-University im Jahre 1899), in: Ludwig Boltzmann. Populäre Schriften, Leipzig 1905, S. 253-307.
  • Ludwig Boltzmann, Apparat zur mechanischen Versinnlichung des Verhaltens zweier elektrischer Ströme (Bicycle), in: Ludwig Boltzmann. Wissenschaftliche Abhandlungen. Band 3 (1882 – 1905), hg. von Fritz Hasenöhrl, Leipzig 1909, S. 460-464.
  • Adolf Hohenester, Die dreidimensionalen Ausstellungsgegenstände, in: Ludwig Boltzmann 1844–1906. Vollender der klassischen Thermodynamik. Eine Dokumentation, hg. von Walter Höflechner; Adolf Hohenester, Graz/München 1985, S. 142-148.
  • Adolf Hohenester, Das Bicykel-Modell von Ludwig Boltzmann, in: 1st EHoP Conference. Graz Austria. September. 18 – 21. 2006, Pöllauberg 2008, S. 221-224.
  • Klemens Rumpf; Petra Granitzer, Geräte aus dem Institut für Physik, in: Katalog zur Ausstellung Ludwig Boltzmann anläßlich des 100. Todestages. Physik an der Universität Graz, hg. von Walter Höflechner, Graz 2006, S. 109-119.